DENTRO DE UNA PLANTA Y FÁBRICA FARMACÉUTICA.

30 DE MARZO DE 2012.

Una enzima recién descubierta lleva a los científicos un paso más hacia la comprensión de cómo las plantas producen una molécula con potentes propiedades medicinales.

Las plantas del género Glycyrrhiza son mejor conocidas como los ingredientes clave en el tratamiento popular del regaliz, pero también tienen un lugar destacado en el botiquín (Fig. 1). Estas plantas emplean una línea de montaje complejo de enzimas para producir una molécula llamada glicirricina, un edulcorante potente que actúa también como un agente altamente eficaz anti-inflamatorio y antiviral.

El proceso de la biosíntesis de glicirricina se comprende por completo, pero la investigación de un equipo dirigido por Kazuki Saito y Toshiyuki Muranaka en el RIKEN Plant Science Center en Yokohama ayuda a llenar algunas de las lagunas. Según Saito, estos esfuerzos dependen de una estrecha colaboración entre varios equipos de investigación. Los miembros del 'Consorcio de Investigación Regaliz All-Japan', unieron sus recursos de investigación, que fue la base sólida para el éxito de este proyecto, de acuerdo a Saito.

Figura 1: De la raíz de regaliz se ha incorporado una serie de medicinas tradicionales. Crédito: Kiminori Toyooka, Centro de Ciencias Vegetales RIKEN © 2011 Sociedad Americana de Biólogos Vegetales.

Los investigadores estaban particularmente interesados ​​en las enzimas conocidas como citocromo P450 mono-oxigenasas. Por un estudio previo, se preparo una gran biblioteca de secuencias de genes expresados para la Glycyrrhiza para identificar P450 previamente caracterizados. En esta ocasión, Saito y Muranaka realizaron un ensayo funcional en el que se expresaron varios de estos supuestos P450 en células en cultivo para que pudieran identificar las enzimas que actúan sobre los productos intermedios específicos en la fabricación de glicirricina.

Ellos identificaron una proteína, CYP72A154, que reconoce al Intermediario inicial de la glicirricina, 11-oxo-β-amirina como sustrato. Sorprendentemente, esta enzima parece realizar varias secuencias de reacciones de oxidación sobre este compuesto, efectivamente desplazando el proceso sintético adelante tres pasos. Para confirmar estos hallazgos, que probaron la función del CYP72A154 por la co-expresión de enzimas que, junto con otros conocidos participan en este proceso biológico. "Hemos alcanzado la producción biotecnológica de ácido glicirretínico, un intermedio de la glicirricina, por medio de la biología sintética en la levadura," dice Muranaka.

Esta demostración de la biosíntesis parcial de glicirricina representa un paso importante en la dirección correcta: a pesar de que esta molécula valiosa es fácilmente purificado de las plantas del regaliz,, en última instancia, los científicos pueden verse obligados a recurrir a los métodos de producción de laboratorio. "Existe un riesgo potencial de una escasez de recursos naturales en el futuro cercano", dice Saito. "Otro problema es que China, el proveedor dominante de regaliz, está estableciendo restricciones a las exportaciones del regaliz, como una política gubernamental."

Algunas piezas están aún desaparecidas desde el rompecabezas, pero Saito y Muranaka muy contentos de aprender lo que aún no se ha encontrado, tanto desde la perspectiva de la biotecnología y en términos de la comprensión de los aspectos de la historia de la evolución de la planta . "Todavía no sé por qué y cómo las plantas superiores han evolucionado los sistemas de producción de estos compuestos de interés", dice Muranaka.

Fuente: RIKEN.