Inbouw van een halogenase-gen uit een bodembacterie stelt planten in staat om het aminozuur tryptofaan te chloreren. Het resultaat wordt door het natuurlijke plantenmetabolisme vanzelf omgezet tot complexe gechloreerde verbindingen die mogelijk interessant zijn voor de farmaceutische industrie, zo melden MIT-onderzoekers in Nature.

Tot nu toe kun je dergelijke verbindingen vaak alleen maar maken via een complexe chemische syntheseroute, of door de bacteriën zelf genetisch te modificeren. Als je er planten voor kunt gebruiken, zouat wel eens een stuk gemakkelijker kunnen zijn.

Als plant kozen Weerawat Runguphan en Sarah O’Connor voor de roze maagdenpalm (Catharanthus roseus), een populaire kamerplant die oorspronkelijk afkomstig is van Madagaskar. Eerder lieten ze al zien dat die van nature in staat is om chloortryptamines om te zetten in gechloreerde alkaloïden.

Nieuw is dat C. roseus die chloortryptamines ook zelf kan maken. Daartoe moet je hem voorzien van een bacterieel gen voor een halogenase, naar keuze RebH of PyrH, en een gen voor het reductase RebF. RebH chloreert tryptofaan selectief op koolstofatoom nummer 7, PyrH doet het op positie nummer 5.

Het natuurlijke tryptofaandecarboxylase-enzym van de plant zet het resulterende chloortryptofaan vervolgens braaf om in chloortryptamine, dat vervolgens dezelfde metabole route volgt als gewoon tryptamine. Om te beginnen reageert het met secologanine (een monoterpeen) tot gechloreerd dihydroakuammicine. Daarna ontstaan nog diverse andere ‘natuurlijke’ alkaloïden met een heel wat minder natuurlijk chlooratoom er aan.

RebH doet het volgens de onderzoekers ook met broom in plaats van chloor.

bron: C&EN