Το μπλε τυρί το οποίο εμπεριέχει το βρώσιμο μύκητα Penicillium, παράγει ενώσεις με αντιμυκητιασικές, αντιβακτηριακές και άλλες βιολογικές ιδιότητες σε υψηλά επίπεδα, γνωστές και ως φυσικά προϊόντα.
Πλέον οι ερευνητές έχουν ανακαλύψει έναν νέο, αποτελεσματικό τρόπο για τη σύνθεση ορισμένων από αυτές τις ευεργετικές ενώσεις του μπλε τυριού, με έναν τρόπο που αποφεύγεται η χρήση επιβλαβών χημικών ουσιών. Προηγουμένως, η σύνθεση αυτών των ενώσεων ήταν είτε εξαιρετικά χαμηλής απόδοσης είτε απαιτούσε τη χρήση επιβλαβών ή επικίνδυνων χημικών ουσιών.
«Αυτή η ανακάλυψη λοιπόν έρχεται να καλύψει ένα γνωσιακό κενό που υπήρχε στον επιστημονικό κλάδο». λέει η Sydney Johnson, η οποία απέκτησε το διδακτορικό της στη βιοχημεία στο Virginia Tech και είναι επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό ACS Biochemistry.
Η αντιβακτηριακή αντίσταση έχει γίνει ένα αυξανόμενο πρόβλημα στην κοινωνία, το οποίο προκλήθηκε από την υπερβολική χρήση φυσικών προϊόντων που χρησιμοποιούνται στην αγορά των φαρμάκων για δεκαετίες, λέει η Johnson.
Βρίσκοντας έναν τρόπο να συνθέσουν σε μεγάλη κλίμακα μια φυσική ένωση που δεν έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για αντιβακτηριακές εφαρμογές, οι ερευνητές κατάφεραν να παρακάμψουν τις υπάρχουσες αντιβακτηριακές αντιστάσεις.
«Δουλεύουμε σε ένα ένζυμο που μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ενός φυσικού προϊόντος με μία μοναδική δομή που θα καθιστά πολύ δύσκολο στα παθογόνα να γίνουν ανθεκτικά», λέει η Johnson.
«Μου αρέσει να εκπαιδεύω πρωτοπόρους επιστήμονες που προσπαθούν να προωθήσουν την επιστήμη, αναπτύσσοντας έργα που εξελίσσουν ολόκληρο τον επιστημονικό κλάδο», λέει ο Pablo Sobrado, καθηγητής βιοχημείας, ο οποίος ηγείται του εργαστηρίου Sobrado και είναι ένας από τους ερευνητές του άρθρου. «Η Σίντνεϊ το κατάφερε αυτό με αυτή την έρευνα».
Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που συμβάλλουν στην επιτάχυνση των χημικών αντιδράσεων. Για το πείραμά τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ένζυμο που παράγει μια ουσία που ονομάζεται ροκφορτίνη L. Τμήματα της χημικής του δομής είναι βιολογικά ενεργά, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να έχει ευεργετικές ιδιότητες, όπως αντιμικροβιακές δραστηριότητες.
Επιπλέον, η παραγωγή της ροκφορτίνης L έχει κεντρική σημασία για την παραγωγή άλλων μορίων που ονομάζονται γλανικλόνη, μελεζρανίνη και οξαλίνη, τα οποία έχουν αποδειχθεί ότι έχουν ευρείες αντιμικροβιακές ιδιότητες και πολλά υποσχόμενες αντικαρκινικές επιδράσεις κατά των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων του μαστού και της λευχαιμίας.
Αυτό το ένζυμο συνδέει δύο ομάδες υδροξυλίου σε ένα άτομο αζώτου, οι οποίες είναι λειτουργικές ομάδες που βρίσκονται στα σάκχαρα και τις αλκοόλες. Μια ομάδα υδροξυλίου αποτελείται από ένα άτομο υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Μέσω μιας πολύπλοκης χημικής διαδικασίας, οι ομάδες υδροξυλίου αναπτύσσουν στη συνέχεια μια εντελώς διαφορετική λειτουργία.
«Αυτό δεν είχε μελετηθεί λεπτομερώς στο παρελθόν, η Sydney έδειξε πώς το ένζυμο συγκρατεί πρώτα το προϊόν που έχει τη μία υδροξυλομάδα, προσκολλά τη δεύτερη ομάδα και στη συνέχεια λαμβάνει το τελικό προϊόν», λέει ο Sobrado.
Πολλά είδη μυκήτων παράγουν αυτή την ένωση με φυσικό τρόπο και είναι σχετικά καινούργιο στον τομέα της βιοχημείας να ερευνάται ο τρόπος σύνθεσης αυτών των διεργασιών σε μεγάλη κλίμακα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο μηχανισμός της αντίδρασης και η ακριβής χημεία που λαμβάνει χώρα στο εμπλεκόμενο άτομο αζώτου είναι απολύτως μοναδικός σε σύγκριση με άλλες έρευνες.
«Αυτή η δημοσίευση θέτει τα θεμέλια για τη χρήση του ενζύμου με σκοπό τη σύνθεση των φυσικών προϊόντων», λέει ο Johnson. «Οι βελτιώσεις καθιστούν τη διαδικασία αυτή πολύ πιο εμπορική. Τελικά, θα μπορούσαμε να διαθέσουμε στην αγορά ένα φάρμακο που θα περιέχει μία από αυτές τις ενώσεις ή κάτι παρόμοιο».
Πηγή: Virginia Tech