Ученые раскрыли молекулярный механизм создания растительного лекарства от рака

Биосинтез митрафиллина в M. parvifolia. Автор: The Plant Cell (2025). DOI: 10.1093/plcell/koaf207

Исследователи из Университета Британской Колумбии в Оканагане раскрыли, как растения производят митрафиллин — редкое природное соединение, которое может помочь в борьбе с раком.

Митрафиллин принадлежит к небольшой группе растительных молекул, называемых спирооксиндольными алкалоидами. Эти соединения имеют необычную «скрученную» кольцевую структуру и известны своими мощными эффектами, такими как борьба с опухолями и воспалением.

Несмотря на перспективность, молекулярные этапы, которые растения используют для создания спирооксиндолов, оставались загадкой. Это изменилось в 2023 году, когда исследовательская группа доктора Ту-Туй Данг из факультета естественных наук Ирвинга К. Барбера обнаружила первый растительный фермент, способный скручивать молекулу в спиро-форму.

На основе этого прорыва аспирант Туан-Ань Нгуен возглавил работу по идентификации пары ферментов — одного, который задает трехмерную конфигурацию молекул, и другого, который скручивает ее в митрафиллин. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.

«Это похоже на поиск недостающих звеньев в сборочной линии, — говорит доктор Данг, руководитель исследований в области биотехнологии природных продуктов УБК Оканаган. — Это отвечает на давний вопрос о том, как природа строит эти сложные молекулы, и дает нам новый способ воспроизвести этот процесс».

Аспирант УБК Оканаган Туан-Ань Нгуен (слева) и доктор Ту-Туй Данг изучают образцы растений в своей лаборатории. Их исследование раскрыло, как тропические деревья производят митрафиллин — редкое соединение с потенциальными противоопухолевыми свойствами. Автор: UBC Okanagan

Природные соединения часто содержатся в растениях в очень малых количествах, что затрудняет или делает дорогостоящим их воспроизведение в лаборатории. Митрафиллин — один из таких примеров: он встречается лишь в следовых количествах в тропических деревьях, таких как Mitragyna (кратом) и Uncaria (кошачий коготь), принадлежащих к семейству кофейных.

Определив ферменты, которые строят и формируют митрафиллин, исследователи теперь имеют дорожную карту для его производства и получения родственных соединений устойчивыми способами.

«С этим открытием у нас есть подход «зеленой химии» к получению соединений с огромной фармацевтической ценностью, — говорит Нгуен. — Это результат исследовательской среды УБК Оканаган, где студенты и преподаватели тесно сотрудничают для решения проблем глобального масштаба».

«Быть частью команды, раскрывшей ферменты, стоящие за спирооксиндольными соединениями, было потрясающе, — добавляет Нгуен. — Наставничество и поддержка УБК Оканаган сделали это возможным, и я рад продолжать расти как исследователь здесь, в Канаде».

Проект стал результатом сотрудничества между лабораторией доктора Данг в УБК Оканаган и командой доктора Сатьи Надакудути из Университета Флориды.

«Мы гордимся этим открытием, сделанным в УБК Оканаган. Растения — фантастические природные химики, — говорит она. — Наши следующие шаги будут сосредоточены на адаптации их молекулярных инструментов для создания более широкого спектра терапевтических соединений».

Дополнительная информация: Larissa C Laforest et al, A chromosome-level Mitragyna parvifolia genome unveils spirooxindole alkaloid diversification and mitraphylline biosynthesis, The Plant Cell (2025). DOI: 10.1093/plcell/koaf207

Источник: University of British Columbia