Vietnamesisches Forschungsteam entschlüsselt Pflanzen zur Herstellung von Antikrebsmitteln

Forschern der University of British Columbia (UBC) Okanagan (Kanada) ist es gelungen, den Mechanismus zu entschlüsseln, durch den Pflanzen Mitraphyllin produzieren, eine seltene natürliche Verbindung mit starken krebshemmenden und entzündungshemmenden Eigenschaften.

Mitraphyllin gehört zur Gruppe der Spirooxindol-Alkaloide – Moleküle mit einer einzigartigen, „verdrillten“ Struktur und starker biologischer Wirkung. Obwohl es schon lange bekannt ist, blieb der Prozess seiner natürlichen Entstehung ein Rätsel, bis Dr. Thu-Thuy Dang, Leiter der Forschungsgruppe für Naturstoff-Biotechnologie an der UBC Okanagan, und sein Team 2023 das erste Enzym entdeckten, das das Molekül in eine Spiroform (eine Verbindung mit mindestens zwei Molekülringen, die ein gemeinsames Atom besitzen) „verdrillen“ kann.

Im Anschluss an dieses Ergebnis leitete Doktorand Tuan-Anh Nguyen die nächste Phase und entdeckte zwei Schlüsselenzyme, die bei der Synthese von Mitraphyllin zusammenarbeiten: Ein Enzym bestimmt die dreidimensionale Struktur, das andere Enzym führt den letzten Verdrillungsschritt durch, um das vollständige Molekül zu bilden.

„Diese Entdeckung ist wie das Finden des fehlenden Glieds in einer Fließbandfertigung“, sagte Dr. Dang. „Sie trägt dazu bei, die seit langem bestehende Frage zu beantworten, wie die Natur diese komplexen Moleküle erzeugt, und ebnet den Weg, diesen Prozess im Labor nachzubilden.“

Mitraphyllin kommt natürlicherweise in sehr geringen Mengen in verschiedenen tropischen Pflanzen der Kaffeefamilie vor, wie zum Beispiel Mitragyna (Kratom) und Uncaria (Katzenkralle), was eine großtechnische Extraktion oder Synthese schwierig und teuer macht.

Durch die Identifizierung zweier Schlüsselenzyme hat das Team der UBC die Grundlage für einen effizienteren und umweltfreundlicheren Produktionsprozess für Naturstoffe geschaffen.

„Diese Entdeckung eröffnet einen umweltfreundlichen Ansatz zur Herstellung von Verbindungen mit hohem pharmazeutischem Wert“, sagte Doktorand Nguyen.

„Dies ist ein Ergebnis der kollaborativen Forschungsumgebung zwischen Studierenden und Dozenten an der UBC Okanagan, wo wir gemeinsam an der Lösung globaler Probleme arbeiten.“

Bei der Arbeit handelt es sich um eine Zusammenarbeit zwischen dem Team von Dr. Dang an der UBC Okanagan und dem Team von Dr. Satya Nadakuduti an der University of Florida (USA), mit Unterstützung des Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), der Canada Foundation for Innovation, des BC Michael Smith Health Scholars Program und des National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums.

„Wir sind stolz auf diese Entdeckung, denn sie beweist, dass Pflanzen die genialen Chemiker der Natur sind“, sagte Dr. Dang.

„Der nächste Schritt besteht darin, Wege zu finden, diese Enzyme zur Herstellung vieler weiterer wertvoller therapeutischer Verbindungen einzusetzen.“

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