‘Sihirli Mantar’ Enzim Gizemi Çözüldü
Araştırmacılar; büyük oranda üretimi yapılan psikoaktif ilaç psilosibinin biyosentezi aydınlatıldı.
Psilosibin (Sihirli Mantar) yemenin sebep olduğu aşırı rahatlık hissi ve halüsinasyonlar bu mantara bir hayran grubu kazandırdı. Sandoz Kimyageri Albert Hofman yaklaşık 60 yıl önce mantarlarda psikedelik etkilere yol açan ana bileşen psilosibinin yapısını ayırdı ve belirledi. Harvard Üniversitesi’nden psikolog Timothy F. Leary tarafından bu keşif ve sonradan fikrini değiştiren deneyler, bilim adamlarını nikotin bağımlısı ve ileri evre kanser hastası olan insanlarda depresyon ve kaygı içeren hastalar için büyük ölçekli bileşik sentezini geliştirme isteğinden caydırdı. Henüz hiç kimse sihirli mantar yapmak için mantarların enzimatik yolunu çözemedi, şuana kadar.
Friedrich Schiller Üniversitesi’nden Dirk Hoffmeister, Janis Fricke ve Felix Blei sihirli mantar yapmak için kullanılan mantarlarda bu zamana dek büyük ölçüde 4 adet enzim tanımladılar ve karakterize ettiler. Takım daha sonra olası ticari üretim için ilk bileşik enzimatik sentezlerini geliştirdi.
Bu çalışma süresince Hoffmeister ve meslektaşları psilosibinin enzimatik üretimini yapan mantarları kontrol eden genleri tanımlamak için 2 tür mantarın genomlarını birbiri ardına dizdi. Sentetik adımların sırasını ve gen aktivitesini kontrol etmek için üretilmiş bakteri ve mantarları daha fazla kullandılar. Bu işlem; ardışık iki tane amin metilasyon adımlarının araya girdği bir enzim, fosforilasyonu başlatan bir enzim, hidroksil grubu eklenen bir enzim ve yakın zamanlarda keşfedilen karboksilden arındırılmış triptofan enzimini kapsamaktadır. Elindeki bilgiyle, takım 4-hidroksi-L- triptofan’dan psilosibin hazırlamak için 3 tane enzimin kullanıldığı bir reaksiyon tasarladı.
Minnesota Üniversitesi’nin tıbbi kimyageri Courtney Aldrich, Hoffmeister ve meslektaşlarının psilosibinin biyosentezini aydınlatmak için itinalı çabalarından övgüyle söz ediyor. Aldrich “ Doğal mantar üretiminin biyosentezi hakkındaki bilgimiz, bir dizi benzersiz zorluklar sebebiyle uyumlu bakteriyel biyosentetik yollar anlayışımızın gerisinde kalmıştır.” dedi. Örneğin, mantarın genomları bakteriden daha karmaşıktır. Bir çok mantar genetik manipülasyondan etkilenmemektedir ve istenen metabolitleri yeterli miktarda üretmek için mantar yetiştirilmesi her zaman kolay değildir. Aldrich “ Yeni iş, büyüleyici tarihe ve farmakolojiye sahip olan güçlü psikedelik mantar ilacının üretim işlemini gelişirmek için zemin hazırlıyor.” diyerek ekledi.
“Hoffmeister ve meslektaşlarının yayımı genetik tabanlı biyokataliz yol keşfinin muhteşem örneğini açıklıyor.” diyerek ekledi Kentucky Üniversitesi’nde doğal üretim araştırmacısı Jon S. Thorson. “ Psilobin biyosentezi bir dizi aynı kimyasal transformasyondan sağlanabiliyorken, bu yeni çalışma ilk kez katalizör ve yardımcı genleri belirliyor. Önemli biçimde, beş yıldan daha fazla süre önce önerilen temel adımları düzeltmeyi desteklemek için güçlü kanıtlar sağlıyor. Bu çalışma açıkça biyoenerji psilosibin üretimi için hazırlama veya bulunan sentetik statejiler için zorlayıcı alternatifler olarak işlevini görebilir.
Kaynak : acs.org
