Fazer pesquisa bioquímica com plantas é um quebra-cabeça para os cientistas. Não é fácil isolar uma molécula em meio a várias produzidas por uma mesma planta e com fórmulas moleculares bastante parecidas. Porque, afinal, as plantas produzem tantas moléculas tão pouco diferentes entre si? Segundo um estudo recente, a resposta é que o quebra-cabeça molecular é mais parecido com um cubo mágico do que com um joguinho simples de peças de encaixar.
Hetero-o-quê?
Entre os inúmeros grupos de moléculas com importância medicinal, existe um grupo de compostos vegetais chamado heteroyohimbinas. Dentro dessa classe, por exemplo, encontra-se a ajmilicina, usada para tratamento da hipertensão e a alstonina oxidada, que parece promissora como droga antipsicótica. Para produzi-las em escala industrial, é preciso entender como as plantas fabricam essas moléculas.
Segundo uma pesquisa publicada em 15/07 na Nature Communications, o processo de fabricação das heteroyohimbinas é mais complicado do que parece. Mais que juntar peças do quebra-cabeça molecular, as plantas rearranjam as estruturas básicas de um substrato — como num cubo mágico. Quem diz isso é o próprio autor principal do estudo, Dr. Evangelos Tatsis, em comunicado publicado pelo Phys.org:
O pequeno grupo das heteroyombinas são todos estereoisômeros uns dos outros. Isto é, todos têm a mesma fórmula molecular, mas diferem na forma em que se arranjam seus átomos. É como o cubo de Rubik, que tem o mesmo número de quadrados coloridos mas cria diferentes padrões ao ser revirado.
Sem-vergonha
Embora sejam muito parecidos, os estereoisômeros têm propriedades biológicas distintas, segundo o Dr. Tatsis, do John Innes Centre, em Norwich (Reino Unido). Um dos objetivos da pesquisa, da qual participou a doutoranda Anna Stravindes, é compreender como e porquê se formam essas variantes moleculares.
Para isso, é fundamental conhecer os caminhos das reações envolvidas. O grupo do Dr. Tatsis já havia revelado um desses caminhos: uma enzima, chamada THAS, liga-se a uma molécula precursora, a strictosidina aglicona (SA) e converte-a em tetrahidroalstonina, uma heteroyombina.
A partir daí, Tatsis e Stravindes estudaram o transcriptoma da Catharantus roseus, uma plantinha também conhecida como vinca-de-Madagascar ou maria-sem-vergonha, que é conhecida fonte de tetrahidroalstonina. Foram encontradas 14 enzimas candidatas, com sequências bastante parecidas com a da THAS. Em seguida, os cientistas usaram colônias bacterianas para ver quais heteroyombinas seriam produzidas a partir da SA.
O HYS da questão
Os compostos esperados foram observados em quatro dos 14 experimentos. Em três deles, a produção foi de tetrahidroalstonina e mayumbina, na razão de 85:15. Mas houve ainda uma quarta enzima, identificada como heteroyohimbina-sintase (HYS), que resultou numa produção de três substâncias: ajmalicina, tetrahidroalstonina e mayumbina, na ordem de 55:27:15.
A análise comparativa das estruturas cristalinas das quatro enzimas pesquisadas revelou o xis da questão: a HYS, até então desconhecida, é uma enzima que forma uma espécie de laço de aminoácidos e é esse detalhe que lhe permite produzir as três heteroyohimbinas diferentes de uma vez só.
Falta confirmar a existência da HYS em outras plantas e seu funcionamento na produção de outros compostos de interesse biomédico. Mesmo que isso não ocorra, ainda há a possibilidade de replicar sua atuação sinteticamente, o que pode abrir caminho para a produção de novos medicamentos.
Referência
Stavrinides et. al. Structural investigation of heteroyohimbine alkaloid synthesis reveals active site elements that control stereoselectivity [Investigação estrutural da síntese de alcaloide heteroyombino revela locais de elementos ativos que controlam a esterosseletividade]. Nature Communications 7, Article number: 12116, Published 15 July 2016. doi:10.1038/ncomms12116
