Учёные из UBC Okanagan разобрались, как растения создают митрафиллин — редкое природное соединение, которое привлекает внимание из-за возможных противораковых свойств.
Митрафиллин относится к группе растительных веществ под названием спирооксиндольные алкалоиды. Их ценят за необычную «закрученную» молекулярную структуру и сильное биологическое действие. Среди свойств таких соединений называют противовоспалительную и противоопухолевую активность.
Проблема в том, что долгое время учёные не понимали, как именно растения собирают такие сложные молекулы. Эти соединения изучали годами, но точная цепочка природного производства оставалась неизвестной.
Прорыв начался в 2023 году. Тогда команда доктора Thu-Thuy Dang из UBC Okanagan обнаружила первый известный растительный фермент, который способен «скручивать» молекулу в характерную спиро-форму.
Теперь исследование продвинулось дальше. Докторант Tuan-Anh Nguyen возглавил работу, в ходе которой были найдены два ключевых фермента, участвующих в создании митрафиллина. Один помогает молекуле принять правильную трёхмерную форму, а второй превращает её уже в сам митрафиллин.
Доктор Dang сравнила это с поиском недостающих звеньев на сборочной линии. По её словам, открытие отвечает на давний вопрос о том, как природа строит такие сложные молекулы, и даёт новый способ повторить этот процесс.
Почему это важно? Многие перспективные природные вещества содержатся в растениях в крошечных количествах. Из-за этого их сложно и дорого получать в лаборатории. Митрафиллин как раз относится к таким редким соединениям.
Он встречается только в следовых количествах в тропических деревьях, включая Mitragyna, известную как кратом, и Uncaria, известную как кошачий коготь. Оба растения относятся к семейству мареновых, как и кофе.
Теперь, когда исследователи определили ферменты, которые формируют и собирают митрафиллин, у них появился более понятный путь к производству этого соединения и похожих молекул более устойчивыми способами.
Nguyen назвал открытие подходом «зелёной химии» к получению веществ с большим фармацевтическим потенциалом. Он также отметил, что результат стал возможен благодаря исследовательской среде UBC Okanagan, где студенты и преподаватели работают вместе над задачами мирового уровня.
В проекте участвовали лаборатория доктора Dang в UBC Okanagan и исследовательская группа доктора Satya Nadakuduti из Университета Флориды.
Работу поддержали канадские и американские научные организации, включая Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Canada Foundation for Innovation, Michael Smith Health Research BC Scholar Program и National Institute of Food and Agriculture Министерства сельского хозяйства США.
По словам доктора Dang, растения — удивительные природные химики. Следующий этап работы будет посвящён тому, как адаптировать их молекулярные инструменты для создания более широкого набора терапевтических соединений.
