Cytrusowa pleśń wytwarza związek potencjalnie przeciwzapalny i przeciwnowotworowy

Fot. Adobe Stock
Fot. Adobe Stock

Pospolita pleśń atakująca na przykład mandarynki potrafi syntetyzować związki mogące posłużyć do otrzymania cennych leków, a wykorzystywanego do tej syntezy enzymu można by użyć w przemyśle farmaceutycznym -informuje „Journal of the American Chemical Society”

W roku 1928 Alexander Fleming przypadkowo odkrył penicylinę, zapoczątkowując erę antybiotyków i innych leków pozyskiwanych z grzybów. Leki te ukazały się skuteczne w różnych sytuacjach - od infekcji i wysokiego poziomu cholesterolu po odrzucenie narządu, a nawet nowotwory.

Mimo tak licznych zastosowań wiele pozostaje do zbadania na przykład proces, w którym grzyby syntetyzują niektóre ze swoich najsilniej działających związków. Chodzi zwłaszcza o cyklopentachromon, którego pochodne wykazały obiecujące działanie w walce z nowotworami, przy zmniejszaniu stanu zapalnego, a także inne właściwości lecznicze.

Chociaż pochodne chromonu udaje się już wytwarzać w warunkach laboratoryjnych, charakterystyczna struktura jego cząsteczki okazała się trudna do dokładnego skopiowania. "Bardzo łatwo jest skończyć z wersją, w której wiązania chemiczne nie znajdują się we właściwym miejscu lub struktura jest odwrócona" — zaznaczyła prof. Sherry Gao z University of Pennsylvania w Filadelfii (USA). – "Natura miała miliardy lat na opracowanie ścieżek tworzenia tych związków. Teraz możemy pożyczyć narzędzia natury, aby rozwijać i badać te związki dalej, co potencjalnie może doprowadzić do opracowania nowych leków".

Tym, co wyróżnia cyklopentachromon, jest charakterystyczna struktura: trzy pierścienie węglowe, dwa z sześcioma atomami węgla i jeden z pięcioma atomami węgla. Układ ten stanowi strukturalny fundament dla wielu bioaktywnych cząsteczek.

Jednak jeden ze znanych chemicznych prekursorów cyklopentachromonu ma dodatkowy węgiel, tworząc trzy pierścienie tej samej wielkości. Dokładny sposób, w jaki natura zmienia tę substancję chemiczną na związek o innej strukturze pierścienia, nigdy wcześniej nie został opisany.

Naukowcy z Filadelfii prowadzili badania na pleśni Penicillium citrinum, która powszechnie występuje na owocach cytrusowych. Wyjaśnienie procesu wytwarzania cyklopentachromonu wymagało systematycznego włączania i wyłączania genów P. citrinum, aż do momentu zakłócenia ścieżki syntezy, co wyjaśniło, które geny kodowały odpowiedzialny za ten proces enzym. "To było jak testowanie setek przełączników światła, aby sprawdzić, który z nich obsługuje konkretną żarówkę" — podkreśliła Qiu Yue Nie, pierwsza autorka artykułu (DOI 10.1021/jacs.4c11906).

Jak odkryli naukowcy, inny związek pośredni, 2S-remisporyna A, która jest wytwarzana przez nowo zidentyfikowany enzym, IscL, ma atom siarki wystający z jednej strony struktury trójpierścieniowej.

Wiązanie węgiel-siarka w 2S-remisporynie A może łączyć się z szeroką gamą innych grup, dając różnorodne cząsteczki. "Ten związek pośredni jest wysoce reaktywny" — podkreśliła Qiuyue Nie. "Wiązanie węgiel-siarka może reagować z różnymi donorami siarki, aby wytworzyć wiele nowych związków".

Fakt, że 2S-remisporyna A jest bardzo reaktywna i łączy się z różnymi cząsteczkami, nawet z samą sobą, wyjaśnia, dlaczego prekursor ten nigdy wcześniej nie został w pełni zidentyfikowany.

"Nigdy nie moglibyśmy wymyślić, jak wytworzyć tak reaktywny związek pośredni" — zaznaczyła Qiu Yue Nie. - "Musieliśmy dowiedzieć się, jak natura go wytwarza, a następnie sami wykorzystać te narzędzia enzymatyczne". (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • 25.06.2025. Na zdjęciu z 24 bm. Członkowie załogi: Amerykanka Peggy Whitson (2P) – dowódczyni, Polak Sławosz Uznański-Wiśniewski (P) – specjalista, Hindus Shubhanshu Shukla (L) – pilot oraz Węgier Tibor Kapu (2L) – specjalista podczas pożegnania przed startem rakiety Falcon 9 w Centrum Kosmicznym Johna F. Kennedy’ego na przylądku Canaveral na Florydzie, 24 bm. czasu amerykańskiego. Kapsuła Crew Dragon ma zabrać czwórkę astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) w ramach misji Axiom-4. (sko) PAP/Leszek Szymański

    USA/ Misja Ax-4 to krok ku zastąpieniu ISS przez komercyjne stacje kosmiczne

  •  EPA/Fernando Bizerra 09.09.2019

    Ogień zniszczył w 2024 roku dwa razy więcej lasów tropikalnych Amazonii niż w ciągu 40 lat

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera