Forskere ser på naturen for at finde frem til hemmelighederne ved cyklisk imin -spaltning

Cykliske iminer danner en generel klasse af kemiske forbindelser, der omfatter metabolitterne af lægemidler, der bruges til behandling af en lang række tilstande. Særligt β-carbolinalkaloider er blevet grundigt undersøgt som medicin, viser fremragende bioaktiviteter, og er blevet brugt i behandlinger for hypertension. Imidlertid, trods betydelig forståelse af biosyntesen, der danner cykliske iminer, nedbrydningen af ​​disse forbindelser er ikke godt forstået. Nu, forskere fra University of Tsukuba har isoleret cykliske imin-metaboliserende mikroorganismer fra jord, identificerede et cyklisk imin-metaboliserende enzym, og foreslog sin katalytiske mekanisme. Deres resultater offentliggøres i Naturkommunikation .

En af de enkleste β-carbolinalkaloider er harmalin, som er en bioaktiv komponent i lægeplanten Peganum harmala. Rødderne, frø, blade og bark af P. harmala er blevet brugt i traditionel medicin i forskellige kulturer rundt om i verden. Med det i tankerne, forskerne antog, at harmalin produceret af planterne skal nedbrydes af mikroorganismer i den omgivende jord.

"Vi var i stand til at isolere de harmalin-metaboliserende bakterier Arthrobacter sp. C-4A fra jorden omkring rødderne af P. harmala, "forklarer den førende forfatter Toshiki Nagakubo." Efterfølgende det særlige enzym, der er involveret i katalysen, blev isoleret fra bakterierne, og vi identificerede det som kobberaminoxidase. Dette er første gang, der er skabt en forbindelse mellem kobberaminoxidase og cyklisk åbning af iminring. "

Som et resultat af deres fund, forskerne foreslog en totrinsmekanisme til enzymatisk nedbrydning af kulstof-nitrogen-dobbeltbindingen, der er særlig for iminforbindelser. Ud over at identificere kobberaminoxidase som katalysator, teamet var i stand til at vise, at det samme enzym isoleret fra forskellige bakterier havde en lignende effekt på nedbrydning. I betragtning af den brede vifte af organismer, herunder mennesker, der producerer β-carbolinalkaloider, denne udvidelse af den generelle forståelse af cyklisk nedbrydning af imin har potentiale til at påvirke mange forskningsområder.

"Vores fund tilføjer en interessant dimension til den nuværende viden omkring kobberaminoxidaser, "forklarer den tilsvarende forfatter Michihiko Kobayashi." Vi håber, at vores mekanisme og overførsel af vores observationer vil gøre det muligt at identificere yderligere katalytiske fysiologiske processer og føre til en betydelig udvikling inden for farmakologi. "