Химическое оригами даёт новые растительные соединения с терапевтическим и экономическим потенциалом

Растения производят бесчисленное множество природных соединений (натуральных продуктов), многие из которых полезны в качестве антибиотиков, противораковых препаратов или витаминов. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, сосредоточено на тритерпенах — большой группе растительных натуральных продуктов с широким спектром биологических функций и потенциального применения в медицине (например, как противомикробные средства), промышленности и других областях.

Учёные обнаружили, что изменение генетического кода для одной аминокислоты в растении запускает процесс, изменяющий форму и функцию фермента. Это, в свою очередь, меняет сворачивание химического предшественника — метод, который можно считать химическим оригами, — что приводит к созданию нового натурального продукта.

Конкретно исследователи изменили аминокислоту в первом ферменте пути, который производит натуральный продукт, защищающий растение овса от грибковых патогенов, обеспечивая устойчивость к болезням. Полученные знания применимы не только к овсу, но и к другим культурам.

«Изменение или модификация растений — не новая концепция. Люди успешно делают это тысячи лет», — сказал соавтор исследования Роберт Минто. — «В исследовании PNAS мы изменили одну аминокислоту... чтобы изменить функцию одного фермента. Возможность сделать это напрямую гораздо эффективнее, чем скрещивать растения, пока не получишь нужную версию гена».

Исследование «A conserved amino acid residue critical for product and substrate specificity in plant triterpene synthases» было выполнено в лаборатории Осборн в John Innes Centre (Великобритания) при поддержке грантов Европейского Союза, Biotechnology and Biological Sciences Research Council и других источников.

В своей лаборатории в IUPUI Минто и его студенты модифицируют жирные кислоты в дрожжах с конечной целью выявления путей к натуральным продуктам с терапевтическим и экономическим потенциалом.

«Когда мы пытаемся заняться биологической инженерией, мы смотрим на что-то — например, дрожжи — что легко выращивать. Наша цель — идентифицировать соединения... которые можно возобновляемо производить в значительных количествах по разумной цене».