Os cogumelos mágicos inventam o composto ativo duas vezes
Um novo estudo mostra que diferentes tipos de cogumelos utilizam métodos completamente diferentes para produzir a substância psicoactiva psilocibina
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Uma equipa germano-austríaca liderada pela Universidade Friedrich Schiller de Jena e pela Universidade Leibniz-HKI conseguiu demonstrar bioquimicamente, pela primeira vez, que diferentes tipos de cogumelos produzem a mesma substância ativa que altera a mente, a psilocibina, de formas diferentes. Tanto os cogumelos Psilocybe como os cogumelos do género Inocybe produzem esta substância, mas utilizam enzimas e sequências de reação completamente diferentes para este processo. Os resultados foram publicados na revista Angewandte Chemie International Edition.
Dois caminhos levam à mesma molécula: Independentemente um do outro, diferentes géneros de "cogumelos mágicos" desenvolveram duas vias enzimáticas diferentes que produzem a mesma substância psicoactiva, a psilocibina - um exemplo raro de evolução convergente na biossíntese de produtos naturais.
© Tim Schäfer, Leibniz-HKI
"Dirk Hoffmeister, chefe do grupo de investigação Microbiologia Farmacêutica da Universidade Friedrich Schiller de Jena e do Instituto Leibniz para a Investigação de Produtos Naturais e Biologia da Infeção (Leibniz-HKI). Estamos a referir-nos à psilocibina, uma substância encontrada nos chamados "cogumelos mágicos", que o nosso corpo converte em psilocina - um composto que pode alterar profundamente a consciência. No entanto, a psilocibina não só desencadeia experiências psicadélicas, como também é considerada um composto ativo promissor no tratamento da depressão resistente à terapia", diz Hoffmeister.
Dois caminhos, uma molécula
O estudo, realizado no âmbito do Cluster of Excellence 'Balance of the Microverse', mostra pela primeira vez que os fungos desenvolveram a capacidade de produzir psilocibina pelo menos duas vezes, independentemente uns dos outros. Enquanto as espécies de Psilocybe utilizam um conjunto de enzimas conhecidas para este fim, os cogumelos de capa de fibra empregam um arsenal bioquímico completamente diferente - e, no entanto, chegam à mesma molécula. Esta descoberta é considerada um exemplo de evolução convergente: diferentes espécies desenvolveram independentemente uma caraterística semelhante, mas os "cogumelos mágicos" seguiram o seu próprio caminho para o fazer.
À procura de pistas nos genomas dos fungos
Tim Schäfer, autor principal do estudo e investigador de doutoramento da equipa de Hoffmeister, explica: "Foi como olhar para duas oficinas diferentes, mas ambas com o mesmo produto. Nas cápsulas de fibra, encontrámos um conjunto único de enzimas que não têm nada a ver com as encontradas nos cogumelos Psilocybe. No entanto, todas elas catalisam os passos necessários para formar a psilocibina".
Os investigadores analisaram as enzimas em laboratório. Modelos proteicos criados pelo químico Bernhard Rupp, de Innsbruck, confirmaram que a sequência de reacções difere significativamente da conhecida no Psilocibo. "Aqui, a natureza inventou duas vezes o mesmo composto ativo", diz Schäfer.
No entanto, a razão pela qual dois grupos de fungos tão diferentes produzem o mesmo composto ativo continua por esclarecer. "A verdadeira resposta é: não sabemos", sublinha Hoffmeister. "A natureza não faz nada sem razão. Por isso, deve haver uma vantagem no facto de tanto os cogumelos de capa de fibra na floresta como as espécies de Psilocybe no estrume ou na cobertura de madeira produzirem esta molécula - só que ainda não sabemos qual é".
"Uma possível razão pode ser o facto de a psilocibina ter como objetivo dissuadir os predadores. Mesmo os ferimentos mais pequenos fazem com que os cogumelos Psilocybe fiquem azuis através de uma reação química em cadeia, revelando os produtos de decomposição da psilocibina. Talvez a molécula seja um tipo de mecanismo de defesa química", diz Hoffmeister.
Mais ferramentas para a biotecnologia
Embora ainda não seja claro porque é que diferentes fungos acabam por produzir a mesma molécula, a descoberta tem, no entanto, implicações práticas: "Agora que conhecemos outras enzimas, temos mais ferramentas na nossa caixa de ferramentas para a produção biotecnológica de psilocibina", explica Hoffmeister.
Schäfer também está a olhar para o futuro: "Esperamos que os nossos resultados contribuam para a futura produção de psilocibina para produtos farmacêuticos em bioreactores sem a necessidade de sínteses químicas complexas". No Leibniz-HKI em Jena, a equipa de Hoffmeister trabalha em estreita colaboração com a Bio Pilot Plant, que desenvolve processos de produção de produtos naturais como a psilocibina à escala industrial.
Ao mesmo tempo, o estudo fornece informações interessantes sobre a diversidade de estratégias químicas utilizadas pelos fungos e as suas interações com o ambiente. Assim, aborda questões centrais do Centro de Pesquisa Colaborativa ChemBioSys e do Cluster de Excelência ׅ'Balance of the Microverse' da Universidade Friedrich Schiller de Jena, no âmbito do qual o trabalho foi realizado e financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG), entre outros. Enquanto o CRC ChemBioSys investiga a forma como os compostos naturais moldam as comunidades biológicas, o Cluster of Excellence centra-se na dinâmica complexa dos microrganismos e do seu ambiente.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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