Команда из Университета Калифорнии разработала средства биосинтеза основных каннабиноидов Cannabis sativa в дрожжах Saccharomyces cerevisiae с использованием субстрата галактозы(один из простых сахаров). Их работа представляет собой платформу для производства как естественных, так и неестественных каннабиноидов для изучения их при разработке методов лечения каннабисом ряда проблем со здоровьем.
Это было достигнуто путем введения ферментов каннабиса в дрожжи и манипулирования потоком нативных путей, центральных для синтеза каннабиноидов. Основным компонентом их биосинтетического подхода было использование разнородности нескольких путей и их субстратов жирных кислот для получения аналогов каннабиса, проявляющих различную аффинность(родственность) и активность для связывания с рецептором.
Каннабис выращивается во всем мире на протяжении тысячелетий. Исследования изучили составляющие конопли и их аналоги, демонстрируя их потенциальные лечебные свойства.
Следовательно, определенные составы каннабиноидов были юридически одобрены для использования при лечении ряда медицинских проблем. Тем не менее, исследование и клиническое использование каннабиноидов ограничены правовыми ограничениями, так же как и природа каннабиноидов, структурная сложность которых делает их недоступными для массового синтеза.
Чтобы преодолеть это, синтез в дрожжах представляет собой недорогое средство для производства каннабиноидов, поскольку репертуар каннабиноидов может быть расширен и произведен в больших количествах.
Для достижения производства каннабиноидов в дрожжах группа разработала путь биосинтеза. Это началось с установления пути для начального промежуточного продукта оливетола, предшественника в различных синтезах тетрагидроканнабинола.
Как только внутренние пути каннабиноидов были расширены, исследователи эксплуатировали их способность производить неестественные каннабиноиды. Они охватывают каннабиноиды, которые не являются следствием внутренних путей, и могут быть далее дериватизированы химическими группами, что расширяет диапазон возможных аналогов каннабиноидов.
Неестественные аналоги – область активного исследования, так как они демонстрируют потенциально лучшие лекарственные свойства. Один из основных фармакофоров, представляющий интерес для области соединения, ответственного за биологическое / фармакологическое взаимодействие, представляет собой боковую цепь THC(ТГК), поскольку она может модулировать каннабиноидный рецептор. Фармакофор — это набор пространственных и электронных признаков, необходимых для обеспечения оптимальных супрамолекулярных взаимодействий с определённой биологической мишенью, которые могут вызывать её биологический ответ.
Команда разработала биосинтетический подход для получения этой формы аналога каннабиноида; они использовали разнородность путей метаболизма дрожжей и природу предшественников жирных кислот. Команда определила, что функция фармакофора была дополнительно изменена после ферментации, что привело к образованию боковых цепей, которые трудно получить путем прямого включения.
Совокупный эффект заключался в перекосе путей в направлении предшественников и, в конечном итоге, аналогов THC. Это продемонстрировало гибкость путей, производящих большее разнообразие новых каннабиноидов, которые могут быть дополнительно модифицированы путем пост-производства химической дериватизации – увеличение пула кандидатов каннабиноидов для потенциально клинически полезных составов.
Работа, опубликованная в журнале Nature, представляет собой основу для будущей крупномасштабной ферментации каннабиноидов, которая не зависит от культивирования каннабиса. Способность контролировать потоки через эти спроектированные пути и расширить репертуар каннабиноидов дает обещанные средства для производства более новых и оптимизированных лекарств.
DOI: 10.1038 / s41586-019-0978-9
Вас также может заинтересовать:
Обзорное исследование, опубликованный в журнале Aesthetic Surgery Journal в 2016, проливает свет на связь между… Читать далее
Существуют определенные генетические мутации, которые могут вызывать слепоту и передаваться от родителей к детям. Например,… Читать далее
От икоты до зубов мудрости - эволюция человека оставила после себя некоторые вопиющие, но врожденные… Читать далее
Чтобы отличить науку от псевдонауки, основатель Общества скептиков Майкл Шермер предлагает 10 вопросов, которые нужно… Читать далее
Вопреки сложившемуся мнению, мирного перехода власти от охотников-собирателей к земледельцам в Европе не было. Новый… Читать далее
Синдром Котара - психопатологическое расстройство, которое еще называют нигилистическим бредом или синдромом "ходячего мертвеца". Человек… Читать далее