Sebuah tim Jerman-Austria yang dipimpin oleh Friedrich Schiller University Jena dan Leibniz-HKi telah mampu menunjukkan secara biokimia untuk pertama kalinya bahwa berbagai jenis jamur menghasilkan zat aktif yang mengubah pikiran yang sama, psilocybin, dengan cara yang berbeda. Baik jamur psilocybe dan jamur serat topi dari genus inocybe menghasilkan zat ini, tetapi menggunakan enzim dan urutan reaksi yang sama sekali berbeda untuk proses ini. Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Angewandte Chemie International Edition.
»Ini menyangkut biosintesis molekul yang memiliki sejarah yang sangat panjang dengan manusia,« menjelaskan Prof. Dirk Hoffmeister, kepala kelompok penelitian farmasi mikrobiologi di Friedrich Schiller University Jena dan Leibniz Institute for Natural Product Research dan Infection Biology (Leibniz-HKI). »Kami mengacu pada psilocybin, suatu zat yang ditemukan dalam apa yang disebut 'jamur ajaib', yang diubah oleh tubuh kita menjadi senyawa psilocin-a yang dapat mengubah kesadaran secara mendalam. Namun, psilocybin tidak hanya memicu pengalaman psychedelic, tetapi juga dianggap sebagai senyawa aktif yang menjanjikan dalam pengobatan depresi yang resistan terhadap terapi, «kata Hoffmeister.
Dua jalur, satu molekul
Studi ini, yang dilakukan dalam keseimbangan cluster of excellence »« microverse, menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa jamur telah mengembangkan kemampuan untuk menghasilkan psilocybin setidaknya dua kali secara independen satu sama lain. Sementara spesies psilocybe menggunakan toolkit enzim yang diketahui untuk tujuan ini, jamur topi serat menggunakan arsenal biokimia yang sama sekali berbeda-dan belum sampai pada molekul yang sama. Temuan ini dianggap sebagai contoh evolusi konvergen: spesies yang berbeda telah secara independen mengembangkan sifat yang sama, tetapi 'jamur ajaib' telah menempuh jalan mereka sendiri dalam melakukannya.
Mencari petunjuk dalam genom jamur
Tim Schäfer, penulis utama penelitian dan peneliti doktoral dalam tim Hoffmeister, menjelaskan: »Rasanya seperti melihat dua lokakarya yang berbeda, tetapi keduanya akhirnya memberikan produk yang sama. Di tutup serat, kami menemukan satu set enzim unik yang tidak ada hubungannya dengan yang ditemukan pada jamur psilocybe. Namun demikian, mereka semua mengkatalisasi langkah -langkah yang diperlukan untuk membentuk psilocybin. «
Para peneliti menganalisis enzim di laboratorium. Model protein yang dibuat oleh ahli kimia Innsbruck Bernhard Rupp mengkonfirmasi bahwa urutan reaksi berbeda secara signifikan dari yang diketahui dalam psilocybe. »Di sini, alam sebenarnya telah menemukan senyawa aktif yang sama dua kali,« kata Schäfer.
Namun, mengapa dua kelompok jamur yang berbeda menghasilkan senyawa aktif yang sama masih belum jelas. »Jawaban sebenarnya adalah: Kami tidak tahu,« menekankan Hoffmeister. »Alam tidak melakukan apa pun tanpa alasan. Jadi harus ada keuntungan bagi kedua jamur topi serat di hutan dan spesies psilocybe pada pupuk kandang atau mulsa kayu yang menghasilkan molekul ini-kita belum tahu apa itu. «
»Salah satu alasan yang mungkin adalah bahwa psilocybin dimaksudkan untuk mencegah predator. Bahkan cedera terkecil menyebabkan jamur psilocybe menjadi biru melalui reaksi berantai kimia, mengungkapkan produk kerusakan psilocybin. Mungkin molekulnya adalah jenis mekanisme pertahanan kimia, «kata Hoffmeister.
Lebih banyak alat untuk bioteknologi
Meskipun masih belum jelas mengapa jamur yang berbeda pada akhirnya menghasilkan molekul yang sama, penemuan ini memiliki implikasi praktis: »Sekarang kita tahu tentang enzim tambahan, kami memiliki lebih banyak alat di kotak alat kami untuk produksi bioteknologi psilocybin,« menjelaskan Hoffmeister.
Schäfer juga melihat ke depan: »Kami berharap hasil kami akan berkontribusi pada produksi psilocybin di masa depan untuk obat-obatan di bioreaktor tanpa perlu sintesis kimia yang kompleks.« Di leibniz-hki dalam Jena, tim Hoffmeister yang bekerja seperti psikin seperti psil-lihin, seperti halnya produk-produk psikin yang sedang diproduksi.
Pada saat yang sama, penelitian ini memberikan wawasan yang menarik tentang keragaman strategi kimia yang digunakan oleh jamur dan interaksinya dengan lingkungan mereka. Dengan demikian membahas pertanyaan -pertanyaan sentral dari pusat penelitian kolaboratif Chembiosys dan The Cluster of Excellence 'keseimbangan microverse' di Friedrich Schiller University Jena, dalam kerangka kerja yang sementara CRC Chembiosys menyelidiki bagaimana senyawa alam membentuk komunitas biologis, kelompok keunggulan berfokus pada dinamika kompleks mikroorgan dan lingkungannya.
