Большое количество используемых сегодня лекарств происходит от природы. Большинство этих молекул, которые могут быть обнаружены с синтетическими модификациями или без них и оказывают благотворное влияние на здоровье человека, получены из микроорганизмов или растений.
Таким образом, представляет большой интерес открытие новых активных соединений в природе и их использование для лечения заболеваний.
Одна хорошо известная группа метаболитов растений — изохинолиновые алкалоиды. Сегодня известно более 2500 различных видов, в основном они встречаются в растениях мака и барбариса. Известные примеры включают болеутоляющее морфин или кодеин от кашля.
Вместе с коллегами из США ученые из лабораторий Дирка Хоффмайстера и Акселя Брахаге из Университета Фридриха Шиллера в Йене выяснили, что грибы синтезируют определенные натуральные продукты так же, как растения. Они проанализировали геном обыкновенной плесени Aspergillus и обнаружили небольшой кластер генов, функция которых ранее была неизвестна.
Сравнение этих генетических последовательностей с известными данными подразумевает, что они могут нести ответственность за синтез новых природных продуктов.
Манипулируя генетическими последовательностями, характеризуя полученные метаболиты и используя эксперименты по радиоактивному мечению, можно было выяснить структуру новых молекул и раскрыть подробные пути биосинтеза. Исследователи обнаружили новый механизм связи для атомов углерода, который никогда раньше не наблюдался у грибов. Весь путь биосинтеза фумизохина представляет собой комбинацию принципов биосинтеза растений и нерибосомальных пептидных синтетаз, обычно обнаруживаемых в грибах.
Аксель Брахаге, профессор университета и глава Института исследований природных продуктов и биологии инфекций имени Лейбница, объясняет: «На ранних этапах эволюции грибы и растения разошлись. Недавно открытый путь синтеза фумизохина показывает, что производство изохинолиновых алкалоидных соединений параллельно развивалось в обеих группах организмов.
Это открывает новые пути для комбинаторной биотехнологии, чтобы продвинуть поиск новых активных соединений и, таким образом, разработать срочно необходимые новые лекарства."
Дирк Хоффмайстер, профессор Института фармации Университета Фридриха Шиллера, доволен совместными усилиями: «Опубликованное исследование является прекрасным примером тесного сотрудничества между университетом и Институтом исследований природных продуктов и биологии инфекций имени Лейбница. Knoll Institute — и наши американские партнеры. Хорошее исследование не знает границ."
Международная научная ассоциация «Факультет 1000» включила эту публикацию в свой хит-лист плодотворных исследований.