Ученые из UBC Okanagan совершили значительный прорыв, выяснив, каким образом природные «молекулярные фабрики» растений продуцируют митрафиллин — редкое соединение, обладающее внушительным потенциалом в борьбе с онкологическими заболеваниями. Это открытие, как подчеркивается в материалах нашего новостного сайта, проливает свет на механизмы, остававшиеся загадкой на протяжении долгого времени.
Митрафиллин, относящийся к категории спирооксиндольных алкалоидов, отличается уникальной химической архитектурой: его молекулы имеют форму скрученных колец, что обеспечивает им мощные биологические свойства. Среди них выделяются противовоспалительное и противоопухолевое действие, однако вплоть до недавнего времени точная последовательность молекулярных шагов, используемых растениями для синтеза этого вещества, оставалась неизвестной.
Исследователи наконец-то раскрыли природный рецепт редкого растительного соединения, борющегося с раком.
Первые подвижки в разгадке этой тайны произошли в 2023 году, когда команда под руководством доктора Ту-Туи Данга с научного факультета Ирвинга К. Барбера Университета Британской Колумбии в Оканагане идентифицировала первый известный растительный фермент, способный придавать молекулам характерную спиро-форму. Опираясь на эту находку, докторант Туан-Ань Нгуен провел новое исследование, которое выявило два ключевых фермента, управляющих производством митрафиллина. Как пояснил доктор Данг, возглавляющий исследовательскую кафедру биотехнологии натуральных продуктов UBC Okanagan, один из этих ферментов отвечает за формирование правильной трехмерной структуры молекулы, а второй завершает процесс, превращая ее непосредственно в митрафиллин. «Это похоже на поиск недостающих звеньев на конвейере», — отметил он, добавив, что данное открытие отвечает на давний вопрос о том, как природа создает столь сложные соединения, и предлагает новый способ воспроизведения этого процесса.
Ценность митрафиллина обусловлена его редкостью: многие перспективные природные соединения присутствуют в растениях в ничтожно малых количествах, что существенно затрудняет их изучение и синтез в лабораторных условиях. Митрафиллин не является исключением — он встречается лишь в следовых количествах у тропических деревьев, таких как Митрагина (известная как кратом) и Ункария (кошачий коготь), обе из которых веками использовались в традиционной медицине. Теперь, когда исследователям удалось определить ферменты, ответственные за сборку и удержание митрафиллина, перед ними открывается более ясный путь к получению этого соединения и его производных с помощью устойчивых методов, что может стать важным шагом в разработке новых противораковых препаратов.
рю за то, что у нас есть подход «зеленой химии» к доступу к соединениям, что обеспечивает огромную фармацевтическую ценность», — сказал он. — говорит Нгуен. «Это результат исследовательской среды UBC Okanagan, где студенты и преподаватели тесно сотрудничают для решения проблем глобального масштаба».
Нгуен также рассказал об опыте своего участия в прорыве.
«Часть команды, которая открыла ферменты Бытия, Конгрессирование на основе соединений спирооксиндола, было удивительным», — сказала она. Нгуен добавлен. «Наставничество и поддержка UBC Okanagan сделали это возможным, и я рад продолжению роста в качестве исследователя здесь, в режиме онлайн».
Международное сотрудничество стимулирует исследования
В проекте лаборатории доктора Данга в UBC Оканагане и исследовательской группы доктора Сатьи Надакудути из Университета Флориды.
Финансирование работ поступило от программы международного сотрудничества Альянса Совета Европы по наукам и инженерным исследованиям Канады, Канадского фонда инноваций и стипендиальной программы Майкла Смита по исследованиям в области здравоохранения Британской Колумбии. Дополнительную поддержку оказывает Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства США.
«Мы гордимся этим открытием, сделанным UBC Okanagan. Растения — изобретательные химики-натуралисты», — сказал он. Доктор Данг говорит. «Наши последующие шаги будут комплексными по развитию их молекулярных инструментов для создания более широких терапевтических методов».