Undersøgelse af bedre biotransformationer

Forskning i International Journal of Bioinformatics Research and Applications har undersøgt kemien og opførselen af ​​et nyttigt naturprodukt fremstillet af Madagaskar-periwinkle (Catharanthus roseus Bunge). Arbejdet kunne udvide repertoiret af et voksende område af kemisk videnskab - biotransformation - hvor naturens molekylære maskineri bruges til at bygge og ændre nye forbindelser i laboratoriet.

Mange naturlige produkter, per definition kemiske forbindelser fremstillet af levende organismer, har fysiologisk aktivitet og er blevet isoleret fra deres kilde og undersøgt og udviklet til farmaceutiske produkter. Faktisk har cirka to ud af fem receptpligtige lægemidler oprindelse i naturlige produkter. Almindeligvis er det aktive kemikalie i en levende organisme dog modificeret til et bestemt formål eller lægemiddelprofil med anderledes, mere målrettet aktivitet i en sygdom og f.eks. færre eller mindre skadelige bivirkninger. Derudover er modificering af et naturprodukt ofte en forudsætning for at gøre et nyt lægemiddel tilstrækkeligt anderledes til, at der kan indgives en vellykket patentansøgning og et lægemiddel bringes på markedet rentabelt.

I de sidste par årtier har kemikere fundet måder at bruge enzymer til at modificere naturlige produkter, og til gengæld har de fundet måder at modificere enzymer for at få dem til at arbejde anderledes og give dem mulighed for at behandle naturlige produkter og andre molekyler på forskellige måder for at generere hidtil usete molekyler. mangfoldighed. Et hvilket som helst af disse enorme antal af nye molekyler kunne have fysiologisk aktivitet, der kan være nyttig til behandling af bestemte sygdomme og lidelser.

Piotr Szymczyk, Grażyna Szymańska, Małgorzata Majewska, Izabela Weremczuk-Jeżyna, Michał Kołodziejczyk, Kamila Czarnecka, Paweł Szymański og Ewa Kochan fra Medical University of Łódź, har investeret i en del af naturens maskiner, Polen, i en molekylær maskine, Polen C. roseus strictosidin β-D-glucosidase. Enzymer er proteiner, der virker på små molekyler, deres substrater, og omdanner dette substrat til et andet molekyle, der bruges af den levende organisme. Holdet rapporterer strukturen af ​​dette enzym fra periwinkle med fokus på lommen i dets molekylære struktur, der binder til substratet, enzymets aktive sted.

Holdet byggede en computermodel af periwinkle-enzymet ved hjælp af Discovery Studio 4.1-software og en skabelon for enzymet baseret på et andet kendt enzym fra en β-glucosidase fundet i ris, som de modificerede for at matche de kendte detaljer for periwinkle-enzymet. De kunne derefter bruge et andet computerprogram - en algoritme kaldet CDOCKER - for at se, hvordan forskellige kemiske substrater ville interagere med det aktive sted for modelperiwinkle-enzymet. De testede det naturlige substrat, et molekyle kendt som strictosidin og en anden kemisk D-glucono 1,5-lacton. Dette sidstnævnte molekyle er kendt for at binde til enzymet og hæmme dets aktivitet. Docking-processen, hvor substrat sættes ind i det aktive sted, som en nøgle i en lås, gjorde det muligt for teamet at forfine strukturen af ​​periwinkle-enzymet for at gøre modellens fine detaljer tættere på dem, der ses i naturen. For at gøre dette blev der brugt software til molekylær dynamik.

I sidste ende udvider værket, hvad der tidligere var kendt om periwinkle-enzymet og kunne tillade videnskabsmænd at ændre det på en sådan måde, at det virker på andre substrater. Men før det, da naturproduktet strictosidin i sig selv er et nyttigt udgangsmateriale for en lang række forskellige molekyler, åbner arbejdet op for nye veje til at arbejde med dette naturlige produkt. + Udforsk yderligere

Forskere udforsker enzymer, der bruger en kation, ikke oxygentilsætning, til at drive reaktioner