Os segredos químicos de uma planta usada ao longo da história por seus efeitos calmantes foram revelados em novas pesquisas.

Essas novas descobertas vieram da pesquisa sobre Indian Snakeroot ( Rauwolfia serpentina ), que tem sido usado há milênios no sul e no sudeste da Ásia como um tranqüilizante.

A equipe do John Innes Center no laboratório da Professora Sarah O'Connor seguiu pistas do passado recente para identificar as redes genéticas por trás de um catalisador crítico chamado enzima ponte sarpagan.

Isso gera uma ligação química importante com compostos medicinais úteis na raiz da serpente indiana e em muitas outras plantas.

O autor principal do artigo, Dr. Thu Thuy Dang, do John Innes Center, disse:"Partimos para encontrar a enzima ausente que catalisa essa importante reação com base em uma pista de 20 anos da literatura.

"Graças aos novos avanços nas abordagens de bioinformática e química biológica, fomos capazes de identificar o gene ausente que codifica a enzima entre milhares de outros genes da planta. "

A descoberta da nova enzima oxidativa que catalisa a química intrigante pode fornecer vias mais rápidas para o tratamento de ritmos cardíacos anormais, pressão alta e alguns transtornos mentais.

O estudo também descobriu que a enzima tem um mecanismo adaptável que pode criar um conjunto de produtos químicos estruturalmente diversos.

A professora Sarah O'Connor acrescentou:"A descoberta da enzima ponte sarpagan, junto com outras enzimas geradoras de andaime, fornecerá as peças necessárias para a montagem e engenharia de vias metabólicas em organismos como leveduras ou plantas de tabaco para a produção em massa de compostos farmaceuticamente importantes. Atualmente, estamos colaborando com especialistas em biologia sintética e engenharia de leveduras para levar isso adiante. "

A raiz da cobra indiana é uma das 50 ervas fundamentais usadas na medicina tradicional chinesa, onde tem o nome shég? n mù (chinês:???) ou yìndù shémù (chinês:????).

Produz aproximadamente 150 alcalóides indólicos monoterpênicos, como a reserpina, ioimbina, e raubasine.

Um dos alcalóides mais conhecidos em cobra é ajmalina, um agente antiarrítmico de classe Ia frequentemente usado no diagnóstico de pacientes com suspeita de síndrome de Brugada, uma condição que causa interrupção do ritmo normal do coração.

Em outras descobertas, o estudo mostrou que a enzima ponte sarpagan faz a ponte entre dois átomos de carbono, uma reação particularmente desafiadora para químicos orgânicos sintéticos, e assim cria as estruturas tridimensionais complexas encontradas nas muitas classes de alcalóides.

O estudo também demonstrou pela primeira vez que o alcalóide complexo vinorina pode ser produzido em um organismo diferente, exigindo cinco etapas enzimáticas (incluindo a enzima recém-descoberta) a partir da estritosidina intermediária prontamente disponível.

Em última análise, esta abordagem pode ser usada para produzir drogas derivadas de estritoidina, como ajmalina, que é usado para tratar ritmos cardíacos anormais, mais eficientemente.

Dr. Jakob Franke disse "A descoberta destaca a versatilidade deste grupo de enzimas oxidativas, o que o torna um biocatalisador muito útil e um excelente alvo para a engenharia dessas vias alcalóides. Poderíamos usar essa enzima para produzir drogas de uma forma muito mais elegante do que qualquer químico sintético. "