Репост из: ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРТ
Табак как биореактор психоактивных триптаминов
В Science Advances вышла работа, которая выглядит почти как научная провокация, но по сути это очень сильная метаболическая инженерия. Исследователи временно запустили в листьях Nicotiana benthamiana набор чужеродных биосинтетических путей и уже через неделю получили сразу пять природных психоактивных триптаминов: псилоцин, псилоцибин, DMT, буфотенин и 5-MeO-DMT.
Самая красивая часть этой истории в том, что в одной растительной системе действительно собрали биохимию сразу трёх царств жизни. Для пути псилоцина и псилоцибина использовали грибные ферменты. Для DMT — ферменты из растений. А вот с «жабьей» частью всё интереснее, чем в громких пересказах: для буфотенина и 5-MeO-DMT авторы использовали не некий готовый полный путь из Incilius alvarius, а химерную конструкцию. Один из ключевых ферментов пришёл из животного пути, но недостающие стадии пришлось достраивать ферментами из риса и арабидопсиса.
То есть перед нами не просто перенос природного метаболизма из одного организма в другой, а именно сборка модульной биосинтетической платформы. Растение здесь выступает как удобное шасси: у него уже есть собственный обмен триптофана, а исследователи надстраивают сверху нужные ферментативные ветви.
Для химика здесь особенно важно, что работа не заканчивается на воспроизведении известных природных молекул. Авторы пошли дальше и показали возможность получать галогенированные аналоги индолэтиламинов, которых в природе обычно нет. Более того, направленная замена одной аминокислоты в ферменте AtCOMT, выполненная с опорой на структурное моделирование, дала примерно 40-кратный рост продукции 5-MeO-DMT в этой системе. Это уже полноценная стыковка метаболической инженерии, инженерии ферментов и вычислительной биологии.
По сути, значение работы не в том, что «табак научили делать психоделики». Значение в другом: показано, что сложные пути биосинтеза малых молекул можно разбирать на ферментативные модули, переносить между далёкими ветвями эволюции и собирать заново в удобном растительном хозяине. А это уже общий принцип, который работает далеко не только для этой группы соединений.
В Science Advances вышла работа, которая выглядит почти как научная провокация, но по сути это очень сильная метаболическая инженерия. Исследователи временно запустили в листьях Nicotiana benthamiana набор чужеродных биосинтетических путей и уже через неделю получили сразу пять природных психоактивных триптаминов: псилоцин, псилоцибин, DMT, буфотенин и 5-MeO-DMT.
Самая красивая часть этой истории в том, что в одной растительной системе действительно собрали биохимию сразу трёх царств жизни. Для пути псилоцина и псилоцибина использовали грибные ферменты. Для DMT — ферменты из растений. А вот с «жабьей» частью всё интереснее, чем в громких пересказах: для буфотенина и 5-MeO-DMT авторы использовали не некий готовый полный путь из Incilius alvarius, а химерную конструкцию. Один из ключевых ферментов пришёл из животного пути, но недостающие стадии пришлось достраивать ферментами из риса и арабидопсиса.
То есть перед нами не просто перенос природного метаболизма из одного организма в другой, а именно сборка модульной биосинтетической платформы. Растение здесь выступает как удобное шасси: у него уже есть собственный обмен триптофана, а исследователи надстраивают сверху нужные ферментативные ветви.
Для химика здесь особенно важно, что работа не заканчивается на воспроизведении известных природных молекул. Авторы пошли дальше и показали возможность получать галогенированные аналоги индолэтиламинов, которых в природе обычно нет. Более того, направленная замена одной аминокислоты в ферменте AtCOMT, выполненная с опорой на структурное моделирование, дала примерно 40-кратный рост продукции 5-MeO-DMT в этой системе. Это уже полноценная стыковка метаболической инженерии, инженерии ферментов и вычислительной биологии.
По сути, значение работы не в том, что «табак научили делать психоделики». Значение в другом: показано, что сложные пути биосинтеза малых молекул можно разбирать на ферментативные модули, переносить между далёкими ветвями эволюции и собирать заново в удобном растительном хозяине. А это уже общий принцип, который работает далеко не только для этой группы соединений.