As iminas cíclicas formam uma classe geral de compostos químicos que incluem os metabólitos de medicamentos usados ​​para tratar uma ampla variedade de condições. Os alcalóides β-carbolina, em particular, têm sido extensivamente estudados como medicamentos, mostrando excelentes bioatividades, e têm sido usados ​​em tratamentos para hipertensão. Contudo, apesar da compreensão significativa da biossíntese que forma iminas cíclicas, a degradação desses compostos não é bem compreendida. Agora, pesquisadores da Universidade de Tsukuba isolaram microrganismos cíclicos de metabolização de imina do solo, identificou uma enzima de metabolização de imina cíclica, e propôs seu mecanismo catalítico. Suas descobertas são publicadas em Nature Communications .

Um dos alcalóides β-carbolina mais simples é a harmalina, que é um componente bioativo da planta medicinal Peganum harmala. As raízes, sementes, as folhas e a casca de P. harmala têm sido utilizadas na medicina tradicional em várias culturas ao redor do mundo. Com isso em mente, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a harmalina produzida pelas plantas deve ser degradada por microorganismos no solo circundante.

"Fomos capazes de isolar a bactéria que metaboliza a harmalina Arthrobacter sp. C-4A do solo ao redor das raízes de P. harmala, "O autor principal do estudo, Toshiki Nagakubo, explica." Posteriormente, a enzima envolvida na catálise foi isolada da bactéria, e nós a identificamos como cobre amina oxidase. Esta é a primeira vez que uma ligação foi feita entre a amina oxidase de cobre e a abertura cíclica do anel da imina. "

Como resultado de suas descobertas, os pesquisadores propuseram um mecanismo de duas etapas para a quebra enzimática da ligação dupla carbono-nitrogênio que é particular para compostos de imina. Além de identificar a amina oxidase de cobre como o catalisador, a equipe conseguiu mostrar que a mesma enzima isolada de bactérias diferentes teve um efeito semelhante na degradação. Dada a ampla gama de organismos, incluindo humanos, que produzem alcalóides β-carbolina, esta expansão da compreensão geral da degradação cíclica de iminas tem o potencial de impactar muitas áreas de pesquisa.

"Nossas descobertas adicionam uma dimensão interessante ao conhecimento atual em torno das oxidases de amina de cobre, O autor correspondente do estudo, Michihiko Kobayashi, explica. "Esperamos que nosso mecanismo e a capacidade de transferência de nossas observações permitam que outros processos fisiológicos catalíticos sejam identificados e levem a desenvolvimentos significativos na farmacologia."