کشف مسیر بیوسنتز یک متابولیت گیاهی، زمینه ساز استفاده از آن به عنوان یک داروی ضد دیابت شد
2 ژوئیه 2018 - مونتبرتین آ (MbA)، یک ترکیب طبیعی با پتانسیل بسیار بالا برای درمان دیابت نوع 2، است که ده سال پیش در گیاه زینتی montbretia یا زنبق زعفرانی کشف شد، اما از آنجایی که محققان از نحوه ی بیوسنتز آن آگاه نبودند، نمی توانستند آن را در مقیاس وسیع تولید نمایند و بهمین دلیل تاکنون از این ماده برای درمان دیابت استفاده نشده است. اکنون دانشمندان ژن ها و آنزیم هایی را که در بیوسنتزMBA نقش دارند را کشف کرده و نشان دادند که با استفاده از ژنهای مسئول سنتز این متابولیت، توانایی مهندسی تنباکوی وحشی برای تولید این کاندید دارویی امیدوار کننده، وجود دارد.
امروزه برای تولید تقریبا نیمی از داروهای غربی از متابولیت های گیاهی طبیعی استفاده می شود.گیاهان بیش از 200،000 از این متابولیت های تخصصی را تولید می کنند، اما شناسایی داروهای مفید پزشکی از میان این مواد طبیعی، چالش برانگیز است و تولید مقادیر کافی از این متابولیتها برای استفاده ی انسانی، یک چالش بزرگتر محسوب می شود. دیابت نوع 2، بیماری که مشخصه ی آن افزایش سطح قند خون به دلیل مصرف نامناسب بدن از انسولین است، بیش از 320 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده است. داروهایی که معمولا برای درمان دیابت نوع 2 مورد استفاده قرار می گیرند، میزان قند خون را با مهار فعالیت های دو آنزیم: آلفا آمیلاز پانکراس (HPA[1]) و آلفا گلوکوزیداز کاهش می دهند .آنزیم آلفا آمیلاز پانکراس، نشاسته های پیچیده را به رشته هایی از مولکول های شکر به نام الیگوساکارید ها تبدیل می کند و آلفا گلوکوزیداز، الیگوساکاریدها را در روده به گلوکز تبدیل می کند.متاسفانه، مهار آلفا گلوکوزیداز باعث می شود برخی از الیگوساکاریدهای هضم نشده به سمت انتهای روده حرکت کرده، و منجر به نفخ و اسهال شوند.
ده سال پیش، در تلاش برای تولید یک داروی دیابت که به طور خاص فعالیت HPA را بدون عوارض جانبی مهار کند، دانشمندان 30،000 عصاره ی گیاهی و عصاره ی بدست آمده از سایر ارگانیزم ها را بررسی کردند و یک ترکیب واحد که مطابق با خواص مورد نظرشان بود را یافتند. این ترکیب مونتبرتینA (MbA) نام داشت که از ساقه ی زیر زمینی پیاز مانند گیاه زینتی مونته برتیا یا گل پیازی زنبق زعفرانی(Crocosmia x crocosmiiflora) بدست آمد. متاسفانه، محققان MBA را بدون درک مسیر بیوشیمیایی و ژن های درگیر در بیوسنتز آن نتوانستند در مقادیر زیاد تولید کنند. تولید آن بطور مصنوعی با توجه به تنوع و پیچیدگی مسیرهای متابولیسم گیاهان، کار دشواری بود.
دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا و شبکه ی گلیکومیکس کانادا، این مسیر مهم را بررسی کرده و مسیر بیوسنتز MbA در این گیاه را کشف و در مجله ی The Plant Cell توضیح دادند. دانشمندان سه متابولیت حدواسط اول در مسیر بیوسنتزMBA، از جمله محصولی به نام mini-MbA را کشف کردند که به شدت فعالیت HPA را مهار می کرد. آنها همچنین چهار آنزیمی را که در تولید مینی-MbA MbAنقش داشتند، کشف نمودند. هنگامیکه محققان ژن های این آنزیم ها را کلون کرده و از آنها در تنباکوی وحشی مهندسی شده ی ژنتیکی استفاده کردند، با موفقیت توانستند مینی را در مقادیر زیاد تولید کنند. به گفته دانشمند سرشناس دکتر Joerg Bohlmann از دانشگاه بریتیش کلمبیا، در ونکوور BC، "این یک نمونه جذاب از پتانسیل تا حد زیادی ناشناخته ی متابولیسم تخصصی گیاهان است که ممکن است به ابداع درمان های جدید برای بهبود سلامت انسان کمک کند.
منبع و سایت خبر:
The Plant Cell, 2018; tpc.00406.2018 DOI: 10.1105/tpc.18.00406
www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180702133906.htm