Biosíntesis total del alcaloide que se une a la tubulina, la colchicina

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Ciencias de las plantas
• Farmacología

Sus antecedentes:

• La colchicina es un alcaloide vegetal utilizado para tratar enfermedades inflamatorias como la artritis gotica.
• Sus efectos terapéuticos provienen de la inhibición del ensamblaje de microtúbulos, actuando como un veneno antiinflamatorio y mitótico.
• La comprensión de la biosíntesis de la colchicina ha sido un desafío de larga data en bioquímica.

Objetivo del estudio:

• Descubrir y caracterizar el mecanismo enzimático responsable de la biosíntesis de la colchicina.
• Para reconstituir la vía metabólica completa para la producción de colchicina.
• Para permitir la producción heteróloga y la ingeniería metabólica de la colchicina.

Principales métodos:

• Descubrimiento de la enzima Gloriosa superba.
• Reconstitución de la vía metabólica in vitro.
• Biosíntesis total mediante producción heteróloga en una planta modelo.

Principales resultados:

• Identificación de enzimas de vías múltiples, incluidas tres que modifican un intermediario de tropolona.
• Reconstitución exitosa de la vía metabólica completa hacia la colchicina (1).
• Demostración de la biosíntesis total de la enantiopura (-) -colchicina a partir de metabolitos primarios en un sistema heterólogo.

Conclusiones:

• La base enzimática para la biosíntesis de la colchicina ahora se entiende en gran medida.
• La producción heteróloga abre caminos para la ingeniería metabólica de este alcaloide medicinal.
• Las observaciones de las modificaciones en etapa tardía sugieren conexiones con las funciones biológicas del alcaloide en las plantas nativas.