I ricercatori dell'Università di Tubinga hanno scoperto una sostanza naturale che potrebbe competere con il controverso erbicida glifosato:una molecola di zucchero appena scoperta sintetizzata da cianobatteri che inibisce la crescita di vari microrganismi e piante ma è innocua per l'uomo e gli animali. Lo studio congiunto è stato condotto dal Dr. Klaus Brilisauer, Professor Stephanie Grond (Istituto di chimica organica) e Professor Karl Forchhammer (Istituto interfacoltà di microbiologia e medicina delle infezioni). È stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura di venerdì.

I principi attivi per uso farmaceutico o agricolo spesso provengono da sostanze naturali. Queste sostanze possono essere costituite da strutture chimiche complesse, ma può anche essere relativamente semplice. L'ingegnosità di tali principi attivi risiede spesso nella loro semplicità:gli antimetaboliti interagiscono con i processi vitali nella cellula imitando i prodotti metabolici. Questo interrompe il processo biologico, che può inibire la crescita cellulare o addirittura uccidere la cellula.

Chimici e microbiologi dell'Università di Tubinga hanno scoperto un insolito antimetabolita con una struttura chimica semplice:una molecola di zucchero con il nome scientifico 7-desossi-sedopulosio (7dSh). A differenza dei normali carboidrati, che di solito servono come fonte di energia per la crescita, questa sostanza inibisce la crescita di piante e microrganismi, come batteri e lieviti. La molecola dello zucchero blocca un enzima chiave della via dello shikimate, una via metabolica che si verifica solo nei microrganismi e nelle piante. Per questa ragione, gli scienziati classificano la sostanza come innocua per l'uomo e gli animali, e lo hanno già dimostrato in studi iniziali.

Il raro deossizucchero è stato isolato da colture del cianobatterio d'acqua dolce Synechococcus elongatus, che è in grado di inibire la crescita di ceppi batterici correlati. Durante la ricerca della causa di questa inibizione della crescita, gli scienziati hanno decifrato la struttura del composto naturale. Attraverso un metodo di nuova concezione per la produzione di 7dSh, una sintesi chemoenzimatica, gli scienziati sono stati in grado di condurre studi approfonditi per determinare il meccanismo molecolare di 7dSh.

Gli scienziati hanno utilizzato la spettrometria di massa accoppiata ad alta risoluzione per ottenere informazioni precise sul meccanismo di inibizione e hanno scoperto che il 7dSh blocca la deidrochinasintasi (DHQS), un enzima della via dello shikimate. Uno dei più noti inibitori di questa via metabolica fino ad oggi è il controverso erbicida glifosato. "A differenza del glifosato, il deossizucchero appena scoperto è un prodotto completamente naturale che si ritiene abbia una buona degradabilità e una bassa ecotossicità, " dice il dottor Klaus Brilisauer. Finora, 7dSh inibisce in modo promettente la crescita delle piante. "Vediamo un'eccellente opportunità qui per usarlo come erbicida naturale".

Gli scienziati sperano di sostituire i controversi erbicidi a lungo termine e quindi di ridurre i metaboliti degli erbicidi, che rappresentano un rischio per la salute. Però, efficacia sul campo, la degradabilità nel suolo e l'innocuità per il bestiame e l'uomo dovrebbero essere ulteriormente studiati in studi completi a lungo termine per 7dSh.