Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Czy możliwa jest produkcja kodeiny z drożdży lub bakterii?
Redakcja _, 15.10.2013 , Tagi: opium, kodeina, morfina, mak lekarski
Czy możliwa jest produkcja kodeiny z drożdży lub bakterii?
Czy w przyszłości surowiec do syropów przeciwkaszlowych otrzymywać będzie można z bakterii lub drożdży? Analizując wyniki najnowszych osiągnięć naukowców wydaje się to coraz bardziej prawdopodobne. Surowcem do produkcji alkaloidów takich jak kodeina, morfina czy papaweryna są tzw. makowiny (puste, pozbawione nasion makówki z 10cm częścią łodygi) maku lekarskiego. Natomiast wysuszony sok mleczny zebrany z nacięcia niedojrzałych makówek służy do produkcji opium. Mak lekarski pochodzi najprawdopodobniej z Azji Mniejszej, a umiejętnie wykorzystywano go począwszy od 4000–3000 lat p.n.e. przez mieszkańców Starożytnego Sumeru. Enzymami odgrywającymi ważne funkcje w produkcji morfiny i kodeiny w maku są dioksygenazy i demetylazy. Badania wykazały, że enzymy te odgrywają funkcję także w metabolizmie protopiny, benzo[c]Fenantrydyny i alkaloidu readyny. Pozwoliłoby to na efektywną syntezę kodeiny z maku – nie z morfiny jak dotychczas.

 

Kodeina jest pochodną morfiny  ściślej jej eterem metylowym. Jest z niej chemicznie otrzymywana i wykazuje podobne do niej działanie. To organiczny związek chemiczny z grupy alkaloidów fenantrenowych, wchodzący w skład opium (0,7-2,5%). Kodeinę można wyekstrahować bezpośrednio z maku, chociaż większość środków przeciwbólowych jest chemicznie syntetyzowana z bardziej dostępnej w roślinach morfiny. Kodeina jest zdecydowanie najczęściej używaną substancją opioidową na świecie i jednym z najczęściej stosowanych silnych leków przeciwbólowych. Znosi odczuwanie bólu prawie tak dobrze jak morfina, ponadto wywołuje euforię, senność, błogą apatię, wprowadza w stan niewrażliwości, spowalnia perystaltykę żołądka i jelit, powoduje zanik odczuwania głodu.

We wcześniejszych badaniach, naukowcy z University of Calgary opisali 2 geny i kodowane przez nie enzymy, które odgrywają kluczową rolę w produkcji morfiny i kodeiny w maku lekarskim. Końcowe etapy biosyntezy morfiny są katalizowane przez dioksygenazy 2-oksoglutaranu zależnych od Fe (II) (GDO), T6ODM (ang. thebaine 6-O-demethylase) i CODM (ang. codeine O-demethylase).

Najnowsze badania biochemiczne i genetyczne dwóch z wymienionych enzymów ujawniły nowe funkcje tych enzymów w metabolizmie protopiny, benzo[c]Fenantrydyny i alkaloidu readyny. Kiedy dokładnie zbadano CODM i T6ODM, odkryto ich zdolność do wydajnej dealkilacji – O-demetylacji i O,O-demetylacji. Enzymy katalizujące O,O-demetylację nie zostały dotychczas opisane w roślinach.

Odkrycie to może umożliwić firmom farmaceutycznym manipulacje biochemiczne i tworzenie odmian maku lekarskiego, które będą produkować większe ilości poszczególnych leków, takich jak kodeina czy morfina. Autorzy pracy podejrzewają, że szlak syntezy, który zbadali, dotyczy też innych roślin z rodziny makowatych (aktualnie sekwencjonują 20 gatunków roślin), a różnica pomiędzy poszczególnymi gatunkami, może dotyczyć pojedynczego enzymu. Jeśli mają rację, być może w przyszłości będzie można syntetyzować kodeinę w innych roślinach lub organizmach takich jak drożdże czy bakterie.

 

red. Emilia Wojtera

Źródła

S. C. Farrow, P. J. Facchini. Dioxygenases catalyze O-demethylation and O,O-demethylenation with widespread roles in benzylisoquinoline alkaloid metabolism in opium poppy. Journal of Biological Chemistry, 2013; DOI: 10.1074/jbc.M113.488585

http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M113.488585

http://pcp.oxfordjournals.org/content/54/5/647.full

KOMENTARZE
news

<Lipiec 2019>

pnwtśrczptsbnd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
Newsletter