Een team van onderzoekers van de Universiteit van Calgary heeft nieuwe informatie ontdekt over een klasse van plantenenzymen die implicaties kunnen hebben voor de farmaceutische industrie.

In een paper gepubliceerd in de Tijdschrift voor biologische chemie , de wetenschappers leggen uit hoe ze moleculaire details hebben onthuld van een enzymklasse die centraal staat in de synthese van veel veelgebruikte geneesmiddelen, inclusief de pijnstillers codeïne en morfine.

Het team gebruikte de Canadian Light Source (CLS) van de Universiteit van Saskatchewan en het SLAC National Accelerator Laboratory om beter te begrijpen hoe het enzym zich gedraagt, die cruciaal is voor het ontketenen van zijn potentieel om nieuwe geneesmiddelen te maken.

"Tot deze studie, we kenden de belangrijkste structurele details van het enzym niet. We leerden van de structuur van het aan het product gebonden enzym hoe de methyleringsreactie het product in een bepaalde stereochemie vergrendelt. Het was volledig onbekend hoe het enzym dat deed voordat we deze structuur bepaalden, " verklaarde de corresponderende auteur Dr. Kenneth Ng.

Stereochemie is een belangrijk concept als het gaat om veiligheid en werkzaamheid bij het ontwerpen van geneesmiddelen. Een molecuul kan een paar verschillende arrangementen hebben - vergelijkbaar met hoe uw linkerhand een spiegelbeeld is van uw rechterhand. Deze arrangementen kunnen tot zeer verschillende effecten leiden.

"Er zijn veel klassieke voorbeelden waar het een groot effect kan hebben, " zei hoofdauteur Dean Lang. "Thalidomide is een beroemd historisch voorbeeld. Als je het in één stereochemische vorm hebt, is het een goede behandeling voor misselijkheid, maar in de tegenovergestelde stereochemische vorm kan het leiden tot geboorteafwijkingen."

In dit onderzoek, de stereoselectiviteit van het enzym van de gele klaproos bepaalt welke substraten kunnen interageren, de producten die u krijgt, en hoeveel medicinale stof je uit de plant kunt halen.

Begrijpen hoe belangrijke enzymen zich gedragen, kan bio-ingenieurs helpen hun medicijnproductie te optimaliseren en onderzoekers in staat te stellen nieuwe of zeldzame verbindingen te verkennen

"Afgezien van het begrijpen hoe de plant verbazingwekkende chemie doet, we willen ook de capaciteit ervan kunnen transplanteren in organismen die gemakkelijker te bestrijden zijn, zoals gist of bacteriën, zodat we deze medicijnen kunnen maken op een manier die vergelijkbaar is met het maken van bier of wijn, ", aldus co-auteur Jeremy Morris.

"We hopen dat dit de kosten van deze medicijnen zal verlagen en ze toegankelijker zal maken, " hij voegde toe.

Dr. Peter Facchini, een van de senior auteurs in deze studie en een professor aan de Universiteit van Calgary, leidt een inspanning om fundamentele ontdekkingen te vertalen naar commerciële toepassingen als Chief Scientific Officer van Willow Biosciences, een bedrijf dat is gebaseerd op technologie die is ontwikkeld aan de Universiteit van Calgary.

"Planten afgeleide verbindingen, zoals opiaten en cannabinoïden, farmaceutische en commerciële waarde hebben, dus we zijn altijd op zoek naar mogelijkheden om technologieën die we ontwikkelen te patenteren en mogelijk te commercialiseren, ' zei Facchini.

Hij besprak ook de waarde van fundamenteel academisch onderzoek voor industriële toepassingen.

"We begrijpen vrij goed hoe de plant bepaalde enzymen efficiënt gebruikt om hoogwaardige producten te maken. om plantaardige producten in gist te maken, moet je deze enzymen over het algemeen manipuleren omdat je ze moet laten werken in een organisme dat slechts in de verte verwant is aan planten."

Dr. Facchini benadrukte het belang van het harde werk van de onderzoekers die bij deze studie betrokken waren en de sterke samenwerking tussen hun respectievelijke laboratoria. Hij heeft goede hoop dat hun onderzoek kan leiden tot nieuwe, effectieve medicijnen in de toekomst.