Analyse af valmuer for at lave bedre stoffer

Et team af forskere fra University of Calgary har afsløret ny information om en klasse af planteenzymer, der kan have konsekvenser for den farmaceutiske industri.

I et papir udgivet i Journal of Biological Chemistry , forskerne forklarer, hvordan de afslørede molekylære detaljer i en enzymklasse, der er central for syntesen af ​​mange udbredte lægemidler, herunder de smertestillende midler kodein og morfin.

Holdet brugte den canadiske lyskilde (CLS) ved University of Saskatchewan og SLAC National Accelerator Laboratory for bedre at forstå, hvordan enzymet opfører sig, hvilket er afgørende for at frigøre dets potentiale til at lave nye lægemidler.

"Indtil denne undersøgelse, vi kendte ikke de vigtigste strukturelle detaljer om enzymet. Vi lærte af strukturen af ​​enzymet bundet til produktet, hvordan methyleringsreaktionen låser produktet fast i en bestemt stereokemi. Det var fuldstændig ukendt, hvordan enzymet gjorde det, før vi bestemte denne struktur, " forklarede den tilsvarende forfatter Dr. Kenneth Ng.

Stereokemi er et vigtigt begreb, når det kommer til sikkerhed og effektivitet i lægemiddeldesign. Et molekyle kan have et par forskellige arrangementer - svarende til hvordan din venstre hånd er et spejlbillede af din højre hånd. Disse arrangementer kan føre til meget forskellige effekter.

"Der er mange klassiske eksempler, hvor det kan have en stor effekt, " sagde hovedforfatter Dean Lang. "Thalidomid er et berømt historisk eksempel. Når du har det i en stereokemisk form, er det en god behandling mod kvalme, men i den modsatte stereokemiske form kan det føre til fosterskader."

I dette studie, stereoselektiviteten af ​​den gulhornede valmues enzym styrer hvilke substrater der kan interagere, de produkter du får, og hvor meget medicinsk forbindelse du kan udvinde fra planten.

At forstå, hvordan nøgleenzymer opfører sig, kan hjælpe bioingeniører med at optimere deres lægemiddelproduktion og give forskere mulighed for at udforske nye eller sjældne forbindelser

"Bortset fra at forstå, hvordan planten laver fantastisk kemi, vi ønsker også at være i stand til at transplantere dens kapacitet til organismer, der er nemmere at håndtere, som gær eller bakterier, så vi kan lave disse lægemidler på en måde, der ligner at lave øl eller vin, " sagde medforfatter Jeremy Morris.

"Vi håber, at det vil reducere omkostningerne ved disse lægemidler og gøre dem mere tilgængelige, " han tilføjede.

Dr. Peter Facchini, en af ​​seniorforfatterne i denne undersøgelse og professor ved University of Calgary, leder en indsats for at omsætte grundlæggende opdagelser til kommercielle applikationer som Chief Scientific Officer for Willow Biosciences, en virksomhed baseret på teknologi udviklet ved University of Calgary.

"Plante-afledte forbindelser, såsom opiater og cannabinoider, har farmaceutisk og kommerciel værdi, så vi leder altid efter muligheder for at patentere og potentielt kommercialisere teknologier, vi udvikler, " sagde Facchini.

Han diskuterede også den værdi, grundlæggende akademisk forskning har for industrielle anvendelser.

"Vi forstår ret godt, hvordan anlægget effektivt udnytter visse enzymer til at fremstille produkter af høj værdi. for at lave planteprodukter i gær skal man generelt manipulere disse enzymer, fordi man skal få dem til at virke i en organisme, der kun er fjernt beslægtet med planter."

Dr. Facchini understregede vigtigheden af ​​det hårde arbejde udført af forskere involveret i denne undersøgelse og det stærke samarbejde mellem deres respektive laboratorier. Han håber på, at deres forskning kan føre til nye, effektive lægemidler i fremtiden.