Los alcaloides son compuestos naturales que contienen nitrógeno producidos por plantas y microbios. Estas moléculas, como la morfina y la quinina, son medicamentos humanos importantes. Los alcaloides son típicamente de naturaleza policíclica. Si bien las características policíclicas son importantes para sus bioactividades, estas características impiden susíntesis químicas en el laboratorio y sus aplicaciones como productos farmacéuticos.
Los alcaloides de tipo Hapalindol son reconocidos por sus potentes actividades antimicrobianas y antitumorales. Estos alcaloides son típicamente de naturaleza tricíclica y tetracíclica y son sintéticamente difíciles de acceder en el laboratorio para descubrir fármacos.
En un artículo publicado en línea el 20 de febrero en Comunicaciones químicas titulado "Bases moleculares y genéticas para diversificaciones estructurales en etapas tempranas en la biogénesis de alcaloides de tipo hapalindol", el grupo dirigido por Xinyu Liu, profesor asistente de química dentro de la Escuela de Artes y Ciencias Kenneth P. Dietrich de Pitt, reveló una nueva familia deenzimas catalizadores de proteínas que pueden dirigir el ensamblaje biogenético de los andamios policíclicos en los alcaloides de tipo hapalindol.
Liu y el asociado postdoctoral Qin Zhu utilizaron E. coli bacteriana como huésped heterólogo y demostraron que las proteínas codificadas por genes de la familia U previamente no caracterizados en varias vías de hapalindol son biocatalizadores de ciclación novedosos que pueden transformar precursores acíclicos simples en tres andamios de hapalindol distintos.El análisis bioinformático reveló además que cada productor de hapalindol a menudo codifica una o varias copias de genes U para dirigir el ensamblaje divergente de varios hapalindol en los mismos productores.
Su trabajo proporciona evidencia concluyente sobre la base bioquímica del origen de la diversidad estructural temprana en productos naturales de tipo hapalindol. "Con las proteínas de la familia U caracterizadas como una nueva familia de enzimas de ciclación, ahora tenemos los conjuntos completos de herramientas de biocatalizador enpara sintetizar estas moléculas en nuestro laboratorio. Después de seis años de esfuerzos y varios trabajos innovadores generados desde mi laboratorio sobre la biosíntesis de alcaloides de tipo hapalindol, finalmente tenemos una plataforma quimioenzimática para avanzar estas moléculas notables para el descubrimiento de fármacos. Es una gransentimiento y tiempo emocionante para nosotros ", dijo Liu.
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Materiales proporcionados por Universidad de Pittsburgh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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