Les secrets chimiques d'une plante utilisée à travers l'histoire pour ses effets calmants ont été révélés dans de nouvelles recherches.

Ces nouvelles découvertes sont venues de la recherche sur la Snakeroot indienne ( Rauwolfia serpentine ) qui est utilisé depuis des millénaires en Asie du Sud et du Sud-Est comme tranquillisant.

L'équipe du John Innes Center dans le laboratoire du professeur Sarah O'Connor a suivi des indices du passé récent pour identifier les réseaux génétiques derrière un catalyseur critique appelé enzyme de pont sarpagan.

Cela génère un lien chimique important avec des composés utiles en médecine dans la racine de serpent indienne et de nombreuses autres plantes.

L'auteur principal de l'article, le Dr Thu Thuy Dang du John Innes Center, a déclaré:"Nous avons entrepris de trouver l'enzyme manquante qui catalyse cette réaction importante sur la base d'un indice vieux de 20 ans de la littérature.

"Grâce aux nouvelles avancées dans les approches de bioinformatique et de chimie biologique, nous avons pu identifier le gène manquant qui code l'enzyme parmi des milliers d'autres gènes de la plante."

La découverte de la nouvelle enzyme oxydative qui catalyse une chimie intrigante pourrait ouvrir des voies plus rapides vers des traitements pour les rythmes cardiaques anormaux, l'hypertension artérielle et certains troubles mentaux.

L'étude a également révélé que l'enzyme a un mécanisme adaptable qui pourrait créer une suite de produits chimiques structurellement divers.

Le professeur Sarah O'Connor a ajouté :« La découverte de l'enzyme pont sarpagan, avec d'autres enzymes génératrices d'échafaudage, fournira les pièces nécessaires à l'assemblage et à l'ingénierie des voies métaboliques dans des organismes tels que la levure ou les plants de tabac pour la production de masse de composés pharmaceutiquement importants. Nous collaborons actuellement avec des experts en biologie synthétique et en ingénierie des levures pour faire avancer ce projet. »

La racine de serpent indienne est l'une des 50 herbes fondamentales utilisées en médecine traditionnelle chinoise, où il porte le nom shég?n mù (chinois :???) ou yìndù shemù (chinois :????).

Il produit environ 150 alcaloïdes indoliques monoterpéniques tels que la réserpine, yohimbine, et raubasine.

L'un des alcaloïdes les plus connus de la racine de serpent est l'ajmaline, un antiarythmique de classe Ia souvent utilisé dans le diagnostic des patients suspectés de syndrome de Brugada, une condition qui perturbe le rythme normal du cœur.

Dans d'autres résultats, l'étude a montré que l'enzyme du pont sarpagan relie deux atomes de carbone, une réaction particulièrement difficile pour les chimistes organiques de synthèse, et crée ainsi les structures tridimensionnelles complexes trouvées dans les nombreuses classes d'alcaloïdes.

L'étude a également démontré pour la première fois que l'alcaloïde complexe vinorine peut être produit dans un organisme différent, nécessitant cinq étapes enzymatiques (y compris l'enzyme nouvellement découverte) à partir de la strictosidine intermédiaire facilement disponible.

Finalement, cette approche pourrait être utilisée pour produire des médicaments dérivés de la strictosidine tels que l'ajmaline, qui est utilisé pour traiter les rythmes cardiaques anormaux, plus efficacement.

Le Dr Jakob Franke a déclaré :« La découverte met en évidence la polyvalence de ce groupe d'enzymes oxydatives, ce qui en fait un biocatalyseur très utile et une excellente cible pour l'ingénierie de ces voies alcaloïdes. Nous pourrions utiliser cette enzyme pour produire des médicaments d'une manière beaucoup plus élégante que n'importe quel chimiste synthétique. »