Табачное растение десятилетиями считалось одним из самых изученных в ботанике, однако ключевой этап образования никотина оставался загадкой со времен его открытия в XIX веке. Исследователи из университета Йорка (Англия) совместно с коллегами из Копенгагена заявили, что полностью восстановили цепочку синтеза никотина в растении Nicotiana tabacum. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Прятался за молекулой сахара
Главная интрига исследования связана с неожиданной ролью глюкозы. Оказалось, что на одном из финальных этапов никотин формируется не напрямую, а временно «пристегивается» к молекуле сахара. Такой химический прием дает компонентам дополнительную энергию, позволяя им соединиться в устойчивую структуру. Затем глюкоза исчезает, словно ее никогда не было.
Именно этот скрытый этап, по словам ученых, и мешал нескольким поколениям биохимиков понять механизм образования никотина. Исследователи также идентифицировали два фермента — NaGR и NicGS, которые отвечают за сборку молекулы из отдельных «комплектующих».
От источника зависимости — к «фабрике лекарств»
Сегодня близкий родственник обычного табака — Nicotiana benthamiana — уже используется в молекулярном фермерстве: на его основе производят экспериментальные вакцины и биофармацевтические препараты. Однако никотин остается серьезной проблемой, поскольку загрязняет конечный продукт и требует дорогостоящей очистки.
Авторы работы считают, что теперь растения можно будет генетически модифицировать так, чтобы они сохраняли полезные свойства табака, но не вырабатывали никотин. Кроме того, открывается путь к созданию новых фармацевтических соединений на основе табачной биохимии.
Интересно, что никотин изначально нужен растению для защиты от насекомых: вещество действует как природный инсектицид и репеллент. По данным биохимических исследований, концентрация никотина в листьях коммерческих сортов табака может достигать 3–5% сухой массы растения.
Никотин был впервые выделен из табака еще в конце 1820-х годов, но химики почти два столетия не могли понять, как именно растение соединяет две части его сложной молекулы.
Это открывает новые способы использовать табак во благо — не в сигаретах, а в медицине и производстве ценных веществ.
Бенджамин Личман
Знаете, как долго никотин остается в организме, если бросить курить? Ученые дали ответ. При этом не стоит забывать, что курение опасно для здоровья.
Источник: hi-tech.mail.ru