Редкое противораковое соединение из растений наконец «расшифровали» на молекулярном уровне
Иногда природа прячет свои самые ценные молекулы так тщательно, что десятилетиями никто не понимает, как они вообще появляются. Один из таких примеров — митрафиллин. Редкое растительное соединение с противораковым и противовоспалительным потенциалом, о котором знали давно, но не понимали главного: как растения его создают. Теперь эта загадка, похоже, решена.
Методы исследования
Работу выполнила команда Университета Британской Колумбии — кампус Оканаган (University of British Columbia Okanagan) при участии международных партнёров. Исследование возглавила Тху-Тхуи Данг (Thu-Thuy Dang) — научный сотрудник и руководитель направления по биотехнологии природных соединений.
Исследователи сосредоточились на группе редких молекул — спирооксиндольных алкалоидов, к которым относится митрафиллин. Эти вещества отличаются необычной «скрученной» трёхмерной структурой, напрямую связанной с их биологической активностью.
Основные результаты
Учёным удалось идентифицировать два ключевых фермента, без которых митрафиллин просто не может возникнуть.
- один фермент выстраивает молекулу в нужную трёхмерную конфигурацию;
- второй буквально «закручивает» её, формируя характерную спиро-структуру.
Именно эта пространственная форма и придаёт соединению выраженные биологические эффекты — включая подавление роста опухолевых клеток и модуляцию воспалительных процессов.
Механизмы: как растения собирают сложные молекулы
Ещё в 2023 году команда Тху-Тхуи Данг (Thu-Thuy Dang) впервые описала растительный фермент, способный формировать спиро-структуру — ключевой элемент всей молекулы. Новая работа закрыла оставшиеся «дыры» в цепочке.
Как объясняет Туан-Ань Нгуен (Tuan-Anh Nguyen), ведущий автор исследования, это похоже на восстановление недостающих звеньев производственной линии: теперь понятно, какие именно молекулярные инструменты использует растение и в каком порядке.
Почему митрафиллин так трудно получить
Проблема не в синтезе — а в количестве.
Митрафиллин присутствует лишь в следовых концентрациях в тропических растениях рода Mitragyna (кратом) и Uncaria (кошачий коготь), принадлежащих к семейству мареновых.
Выделять его напрямую из растений:
- дорого
- неустойчиво
- экологически сомнительно
Теперь, зная точные ферменты, учёные получают чёткий биохимический рецепт, который можно воспроизвести в лабораторных или биотехнологических системах.
Шаг к «зелёной» фармацевтике
По словам Туан-Аня Нгуена (Tuan-Anh Nguyen), открытие позволяет перейти от грубого химического синтеза к биологически вдохновлённому производству — с меньшими затратами, отходами и энергопотреблением.
Это особенно важно для онкологических соединений, где масштабирование и доступность часто становятся главным ограничением между перспективной молекулой и реальным лекарством.
Международное сотрудничество и будущее
Проект стал результатом сотрудничества между лабораторией Университета Британской Колумбии — Оканаган (University of British Columbia Okanagan) и группой Университета Флориды (University of Florida).
Финансирование обеспечили канадские и американские научные фонды, включая государственные программы поддержки биомедицины и агробиотехнологий.
Следующий шаг команды — адаптировать открытые ферментативные механизмы для создания целых семейств новых терапевтических молекул, а не только митрафиллина.
Заключение
Это исследование показывает, насколько далеко продвинулась современная биохимия растений: вместо слепого поиска активных веществ учёные теперь воссоздают природные механизмы буквально по винтикам. Расшифровка пути синтеза митрафиллина открывает дорогу к устойчивому производству редких соединений с противоопухолевым потенциалом — и хорошо укладывается в более широкий контекст поиска новых природных источников противораковых препаратов, о чём говорится и в материале «Растительные соединения в онкологии: перспективы и ограничения».
Источник
- Larissa C Laforest, Tuan-Anh M Nguyen, Gabriel Oliveira Matsumoto, Pavithra Ramachandria, Andre Chanderbali, Siva Rama Raju Kanumuri, Abhisheak Sharma, Christopher R McCurdy, Thu-Thuy T Dang, Satya Swathi Nadakuduti. A chromosome-level Mitragyna parvifolia genome unveils spirooxindole alkaloid diversification and mitraphylline biosynthesis. The Plant Cell, 2025; 37 (9) DOI: 10.1093/plcell/koaf207
Запись Редкое противораковое соединение из растений наконец «расшифровали» на молекулярном уровне впервые появилась Medical Insider.