Исследователи из Университета Британской Колумбии в Оканагане установили биологический механизм, с помощью которого растения вырабатывают митрафиллин – редкое природное соединение с потенциальными противоопухолевыми свойствами. Вещество относится к группе спирооксиндольных алкалоидов, которые привлекают внимание медиков своей сложной структурой и выраженным биологическим действием, включая противовоспалительную активность.
Несмотря на многолетнее изучение этих алкалоидов, молекулярные этапы их синтеза в живой природе долгое время оставались неизвестными. В 2023 году команда под руководством доктора Ту-Туй Данг идентифицировала первый растительный фермент, способный придавать молекуле характерную скрученную форму. В ходе нового этапа работы под руководством докторанта Туан-Ань Нгуена были обнаружены еще два ключевых фермента. Один из них отвечает за пространственную организацию структуры, а второй завершает процесс преобразования молекулы в митрафиллин.
Авторы работы сравнивают этот процесс с работой сборочной линии на производстве. В естественной среде митрафиллин содержится лишь в следовых количествах в тропических растениях семейства мареновых, таких как митрагина и ункария (известная как «кошачий коготь»). Трудность выделения достаточного объема вещества из растительного сырья и сложность его лабораторного воссоздания ранее ограничивали возможности для создания лекарственных препаратов на его основе.
Открытие ферментативной цепочки позволяет перейти к разработке более устойчивых и экологичных методов производства фармацевтических компонентов. По словам исследователей, понимание природного механизма синтеза создает основу для получения широкого спектра терапевтических соединений с использованием инструментов биоинженерии вместо традиционного химического синтеза.
Исследование проводилось при участии специалистов из Университета Флориды. Проект получил финансовую поддержку со стороны Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады, Канадского фонда инноваций и Министерства сельского хозяйства США. В дальнейшем ученые планируют адаптировать выявленные молекулярные инструменты для создания других сложных природных соединений с лечебным эффектом.
