Pesquisa no International Journal of Bioinformatics Research and Applications investigou a química e o comportamento de um produto natural útil feito pela pervinca de Madagascar (Catharanthus roseus Bunge). O trabalho pode expandir o repertório de uma área crescente da ciência química - biotransformação - em que a maquinaria molecular da natureza é usada para construir e alterar novos compostos em laboratório.
Muitos produtos naturais, por definição compostos químicos feitos por organismos vivos, têm atividade fisiológica e foram isolados de sua fonte e pesquisados ​​e desenvolvidos em produtos farmacêuticos. De fato, aproximadamente dois em cada cinco medicamentos prescritos têm origem em produtos naturais. Comumente, no entanto, o produto químico ativo em um organismo vivo é modificado para uma finalidade específica ou perfil de droga com atividade diferente e mais direcionada em uma doença e menos efeitos colaterais ou menos prejudiciais, por exemplo. Além disso, a modificação de um produto natural é muitas vezes um pré-requisito para tornar um novo produto farmacêutico suficientemente diferente para que um pedido de patente bem-sucedido possa ser feito e um medicamento seja lançado no mercado de forma lucrativa.

Nas últimas décadas, os químicos encontraram maneiras de usar enzimas para modificar produtos naturais e, por sua vez, encontraram maneiras de modificar enzimas para fazê-las funcionar de maneira diferente e permitir que processassem produtos naturais e outras moléculas de maneiras diferentes para gerar moléculas moleculares sem precedentes. diversidade. Qualquer um desses grandes números de novas moléculas pode ter atividade fisiológica que pode ser útil no tratamento de doenças e distúrbios específicos.

Piotr Szymczyk, Grażyna Szymańska, Małgorzata Majewska, Izabela Weremczuk-Jeżyna, Michał Kołodziejczyk, Kamila Czarnecka, Paweł Szymański e Ewa Kochan, da Universidade Médica de Łódź, em Łódź, Polônia, investigaram parte da maquinaria molecular da natureza, uma enzima conhecida como C. roseus estritosidina β-D-glicosidase. Enzimas são proteínas que atuam em pequenas moléculas, seus substratos, e convertem esse substrato em outra molécula utilizada pelo organismo vivo. A equipe relata a estrutura dessa enzima da pervinca com foco na bolsa em sua estrutura molecular que se liga ao substrato, o sítio ativo da enzima.

A equipe construiu um modelo de computador da enzima pervinca usando o software Discovery Studio 4.1 e um modelo para a enzima com base em outra enzima conhecida de uma β-glicosidase encontrada no arroz, que eles modificaram para corresponder aos detalhes conhecidos da enzima pervinca. Eles poderiam então usar um segundo programa de computador – um algoritmo chamado CDOCKER – para ver como diferentes substratos químicos interagiriam com o sítio ativo da enzima modelo da pervinca. Eles testaram o substrato natural uma molécula conhecida como strictosidina e um segundo produto químico D-glucono 1,5-lactona. Esta última molécula é conhecida por se ligar à enzima e inibir sua atividade. O processo de encaixe no qual o substrato é colocado no sítio ativo, como uma chave em uma fechadura, permitiu que a equipe refinasse a estrutura da enzima pervinca para tornar os detalhes do modelo mais próximos daqueles vistos na natureza. Para isso foi utilizado um software de dinâmica molecular.

Em última análise, o trabalho estende o que se sabia anteriormente sobre a enzima pervinca e pode permitir que os cientistas a modifiquem de forma a atuar em outros substratos. Antes disso, porém, dado que o próprio produto natural strictosidine é um material de partida útil para uma ampla gama de moléculas diferentes, o trabalho abre novos caminhos para trabalhar com esse produto natural. + Explorar mais

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