Industria farmacêutica produz novos compostos de plantas com potencial terapêutico e econômico

Plantas - a partir do bordo ou da árvore de teixo do milho em campos de beira de estrada - produzir inúmeros tipos de compostos, também conhecidos como produtos naturais, que as plantas fabricam utilizando as enzimas predeterminados pelo seu código genético. Muitos destes produtos naturais são muito úteis como antibióticos, fármacos anti-cancro ou vitaminas, entre outras aplicações inumeráveis. Muitos destes compostos são demasiado complexo para sintetizar no laboratório, mas pode ser purificado a partir das plantas em que são encontrados.
Um estudo publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences concentra-se em triterpenos, um grande grupo de produtos vegetais naturais com uma gama de funções biológicas e potenciais utilizações em medicina (por exemplo, como agentes antimicrobianos), indústria (por exemplo, como agentes anti formação de espuma agentes) e outros campos, incluindo um uso promissor como um adoçante natural significativamente mais doce do que o açúcar.
Os investigadores do estudo relatam que a alteração do código genético para um aminoácido em uma planta começa um processo que altera a forma e a função de uma enzima alterar a dobragem do precursor químico, uma técnica que pode ser considerada origami química, a produção de um novo produto natural com uma variedade de usos potenciais. Especificamente, eles mudaram um aminoácido na primeira enzima numa via que produz um produto natural que protege a partir de uma planta de aveia fungos patogênicos, dotando, assim, a resistência a doenças. Além das muitas variedades de plantas de aveia, o conhecimento adquirido é relevante para outras culturas.
Plantas funcionam como fábricas de produtos químicos, e podem ser alteradas para tornar compostos químicos específicos, muitos dos quais podem ser úteis nas maneiras que nós ainda não entendemos. Alterar o modo como uma enzima dobra o precursor químico, o que resulta em um novo composto, é análogo ao mudar o desenho ou modelo de uma máquina-ferramenta utilizado numa fábrica de automóveis ou refrigerador.As partes - as portas ou widgets - que a ferramenta fabrica vai mudar também.
"Alterar ou modificar plantas não é um conceito novo. Os seres humanos têm feito isso com sucesso por milhares de anos", disse o co-autor do estudo, Robert Minto, professor de química e biologia química na Escola de Ciências da Indiana University-Purdue University Indianapolis . "No estudo PNAS, mudamos um único aminoácido em (uma enzima a partir) da ponta da raiz da planta de aveia para alterar a função de uma única enzima. Ser capaz de entrar e fazer isso diretamente é muito mais eficiente do que a cruzada criação plantas até que finalmente obter a versão correta do gene para produzir o produto natural que você deseja ".
"Um resíduo aminoácido conservado crítica para a especificidade do produto e substrato na sintase de triterpenos de plantas" é publicada no vol. 113, n. 30 da Proceedings da Academia Nacional de Ciências. Autores, além de Minto são Melissa Salmon, Ramesha B. Thimmappa, Rachel E. Melton, Richard K. Hughes, Paul E. O'Maille, Andrew M. Hemmings e Anne Osbourn. O estudo foi financiado pela União Europeia Grant KBBE-2013-7, o Instituto de Biotecnologia e Strategic Grant Programa de Ciências Biológicas Conselho Investigação compreender e explorar vegetais e microbianos Metabolismo BB / J004561 / 1, o Innes Fundação John, e de outras fontes.
A pesquisa foi realizada no laboratório de Osbourn no John Innes Centre, Norwich Research Park, no Reino Unido, onde Minto passou um período sabático de cinco meses.
Em seu próprio laboratório na Escola de Ciência em IUPUI, Minto concentra-se em uma variedade de produtos naturais.Atualmente, ele e seus graduação e pós-graduação está modificando os ácidos gordos em leveduras com o objetivo final de identificar caminhos para produtos naturais com potencial terapêutico e econômico. Em trabalho anterior, ele identificou como as plantas Echinacea, amplamente utilizado como suplemento de ervas para minimizar os sintomas do resfriado, produzimos naturais de importância industrial e agrícola.
"Quando tentamos engenharia biológica, temos de olhar para alguma coisa - como o fermento - que é fácil de crescer", disse Minto. "O nosso objetivo é o de identificar compostos com medicamentos, ambientais e outros usos que podem ser produzidos de forma renovável, em quantidades substanciais a um custo razoável."
Fonte:
 fornecidos pelo Indiana University-Purdue University Indianapolis Escola de Ciência .