دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا در اوکاناگان موفق به شناسایی دو آنزیم کلیدی شدهاند که نحوه تولید میترافیلین را در گیاهان توضیح میدهند. این ترکیب کمیاب که تنها در برخی درختان گرمسیری مانند کراتوم و پنجه گربه یافت میشود، خواص ضد سرطانی قابل توجهی دارد.
چالش تولید ترکیب نادر در طبیعت
بسیاری از ترکیبات طبیعی با پتانسیل دارویی بالا در مقادیر بسیار کم در گیاهان وجود دارند و استخراج یا سنتز آنها هزینهبر و دشوار است. میترافیلین که به گروه آلکالوئیدهای اسپیرواکسایندول تعلق دارد، یکی از این موارد است. این مولکولها به دلیل ساختار حلقهای پیچخوردهشان شناخته میشوند و اثرات ضد التهابی و ضد توموری دارند. با این حال، مسیر بیوشیمیایی دقیق تولید آنها تاکنون یک معما بود.
کشف پیشگامانه دو آنزیم
در سال ۲۰۲۳، تیم تحقیقاتی دکتر تو-توی دانگ اولین آنزیم گیاهی را شناسایی کرد که قادر به پیچاندن مولکول به شکل اسپیرو است. حالا در ادامه این پژوهش، توان-آنه نگوین، دانشجوی دکتری، دو آنزیم حیاتی دیگر را کشف کرده است. یکی از این آنزیمها مولکول را به ساختار سهبعدی صحیح سازماندهی میکند و آنزیم دوم آن را به میترافیلین تبدیل مینماید.
دکتر دانگ، رئیس پژوهش در بیوتکنولوژی محصولات طبیعی، این دستاورد را به «پیدا کردن حلقههای گمشده در خط مونتاژ» تشبیه میکند و میگوید: «این کشف به یک سوال دیرینه درباره نحوه ساخت مولکولهای پیچیده توسط طبیعت پاسخ میدهد و راهی جدید برای تکرار این فرآیند فراهم میکند.»
اهمیت میترافیلین برای داروسازی
میترافیلین تنها در مقادیر ناچیز در درختانی مانند کراتوم (میتراژینا) و پنجه گربه (آنکاریا) وجود دارد. با شناسایی آنزیمهای مسئول، اکنون دانشمندان میتوانند راهی پایدار برای تولید این ترکیب و مشتقات آن در آزمایشگاه پیدا کنند. نگوین میگوید: «این یک رویکرد شیمی سبز برای دسترسی به ترکیبات با ارزش دارویی عظیم است.»
همکاری بینالمللی و حمایت مالی
این تحقیق با همکاری گروه دکتر ساتیا ناداکودوتی از دانشگاه فلوریدا انجام شده و بودجه آن از سوی شورای تحقیقات علوم طبیعی و مهندسی کانادا، بنیاد نوآوری کانادا و برنامه بورس تحقیقات سلامت مایکل اسمیت تأمین شده است. دکتر دانگ تأکید میکند: «گیاهان شیمیدانان طبیعی فوقالعادهای هستند و گام بعدی ما تطبیق ابزارهای مولکولی آنها برای ایجاد طیف وسیعتری از ترکیبات درمانی است.»
این کشف میتواند در آینده به تولید انبوه داروهای ضد سرطان از منابع گیاهی کمک کند و مسیر جدیدی را در پزشکی مبتنی بر ترکیبات طبیعی باز نماید.
