Vědci se již více než sto let snaží vyvinout metodu rychlé a levné syntézy velkého množství kokainu, ale až dosud byli zmateni záhadnou biochemií této drogy. Zdá se však, že autoři nové studie tuto hádanku konečně rozluštili, když geneticky upravili druh tabákové rostliny tak, aby produkovala kokain, píší na webu IFLScience.
Kokain, který se přirozeně vyskytuje v rostlině koka, je tropanový alkaloid, který je stejně známý pro svůj potenciál zneužívání jako pro zajímavost pro lékařské vědce. V 19. století byl například tento stimulant úspěšně používán jako anestetikum při operacích očí. V nedávné době schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) použití kokainu jako lokální anestezie sliznic.
Abychom se však o léčivých vlastnostech stimulantu dozvěděli více, musí se vědci nejprve vypořádat s jeho biosyntézou. Již dříve se vědci pokoušeli zjistit více informací studiem podobného tropanového alkaloidu zvaného hyoscyamin, který stejně jako kokain vzniká z chemického prekurzoru kyseliny 4-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)-3-oxobutanové – zkráceně MPOA.
Při syntéze hyoscyaminu se MPOA přeměňuje na methyl 4-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)-3-oxobutanoát (MMPO), což vedlo k domněnce, že stejná cesta musí být zapojena do výroby kokainu. Předchozí studie však nedokázaly objasnit, jak tímto procesem vzniká kokain.
Autoři nové studie tuto záhadu vyřešili a odhalili, že na rozdíl od hyoscyaminu se prášek nevyrábí z MMPO. Místo toho se MPOA přeměňuje na kokain díky aktivitě dvou enzymů zvaných EnCYP81AN15 a EnMT4.
Aby to vědci dokázali, geneticky upravili příbuznou rostlinu tabáku tak, aby produkovala tyto dva enzymy, což vedlo k syntéze kokainu v listech rostliny. A přestože vyprodukované množství bylo mnohem nižší než u rostlin koky, skutečnost, že se nyní podařilo odhalit biosyntézu kokainu, otevírá možnost masové produkce této drogy v jiných organismech, například v bakterii E. coli.
Jakkoli to zní nebezpečně, je nepravděpodobné, že by průlom autorů studie měl nějaký dopad na nelegální obchod s kokainem, protože proces genetické úpravy jiné rostliny nebo mikroba za účelem syntézy drogy je daleko za možnostmi i těch nejsofistikovanějších kartelů. Tato práce však může položit základy pro podrobnější studium kokainu a jeho derivátů, což povede k novým poznatkům o tom, jak by mohly být sloučeniny příbuzné s kokainem využitelné v medicíně.
