Ricerca nel International Journal of Bioinformatics Research and Applications ha studiato la chimica e il comportamento di un utile prodotto naturale della pervinca del Madagascar (Catharanthus roseus Bunge). Il lavoro potrebbe ampliare il repertorio di un'area in crescita della scienza chimica, la biotrasformazione, in cui il macchinario molecolare della natura viene utilizzato per costruire e alterare nuovi composti in laboratorio.

Molti prodotti naturali, per definizione composti chimici prodotti da organismi viventi, hanno attività fisiologica e sono stati isolati dalla loro fonte e ricercati e sviluppati in prodotti farmaceutici. Infatti, circa due su cinque farmaci da prescrizione hanno origine in prodotti naturali. Comunemente, tuttavia, la sostanza chimica attiva in un organismo vivente viene modificata per uno scopo particolare o per un profilo farmacologico con un'attività diversa e più mirata in una malattia e con effetti collaterali minori o meno dannosi, ad esempio. Inoltre, la modifica di un prodotto naturale è spesso un prerequisito per rendere un nuovo farmaco sufficientemente diverso da poter presentare una domanda di brevetto di successo e immettere un farmaco sul mercato in modo redditizio.

Negli ultimi decenni, i chimici hanno trovato il modo di utilizzare gli enzimi per modificare i prodotti naturali e, a loro volta, hanno trovato il modo di modificare gli enzimi per farli funzionare in modo diverso e consentire loro di elaborare prodotti naturali e altre molecole in modi diversi per generare molecole molecolari senza precedenti. diversità. Ognuna di queste enormi quantità di nuove molecole potrebbe avere un'attività fisiologica che potrebbe essere utile nel trattamento di particolari malattie e disturbi.

Piotr Szymczyk, Grażyna Szymańska, Małgorzata Majewska, Izabela Weremczuk-Jeżyna, Michał Kołodziejczyk, Kamila Czarnecka, Paweł Szymański ed Ewa Kochan dell'Università di Medicina di Łódź, a Łódź, in Polonia, hanno studiato parte del macchinario molecolare della natura, un enzima noto come C. roseus strictosidina β-D-glucosidasi. Gli enzimi sono proteine ​​che agiscono su piccole molecole, i loro substrati, e convertono quel substrato in un'altra molecola utilizzata dall'organismo vivente. Il team riporta la struttura di questo enzima dalla pervinca con un focus sulla tasca nella sua struttura molecolare che si lega al substrato, il sito attivo dell'enzima.

Il team ha costruito un modello computerizzato dell'enzima pervinca utilizzando il software Discovery Studio 4.1 e un modello per l'enzima basato su un altro enzima noto di una β-glucosidasi trovata nel riso, che hanno modificato per corrispondere ai dettagli noti dell'enzima pervinca. Potrebbero quindi utilizzare un secondo programma per computer, un algoritmo chiamato CDOCKER, per vedere come diversi substrati chimici interagirebbero con il sito attivo dell'enzima modello pervinca. Hanno testato il substrato naturale una molecola nota come strictosidina e una seconda sostanza chimica D-glucono 1,5-lattone. Quest'ultima molecola è nota per legarsi all'enzima e inibirne l'attività. Il processo di ancoraggio in cui il substrato viene inserito nel sito attivo, come una chiave in una serratura, ha quindi consentito al team di perfezionare la struttura dell'enzima pervinca per rendere i dettagli fini del modello più vicini a quelli visti in natura. Per fare questo è stato utilizzato un software di dinamica molecolare.

In definitiva, il lavoro estende ciò che era precedentemente noto sull'enzima pervinca e potrebbe consentire agli scienziati di modificarlo in modo tale da agire su altri substrati. Prima di ciò, tuttavia, dato che il prodotto naturale strictosidina stesso è un utile materiale di partenza per un'ampia gamma di molecole diverse, il lavoro apre nuove strade per lavorare con questo prodotto naturale. + Esplora ulteriormente

I ricercatori esplorano gli enzimi che utilizzano un catione, non l'aggiunta di ossigeno, per guidare le reazioni