Investigadores de la Universidad de Tübingen han descubierto una sustancia natural que podría competir con el controvertido herbicida glifosato:una molécula de azúcar recién descubierta sintetizada a partir de cianobacterias que inhibe el crecimiento de varios microorganismos y plantas, pero que es inofensiva para humanos y animales. El estudio conjunto fue dirigido por el Dr. Klaus Brilisauer, La profesora Stephanie Grond (Instituto de Química Orgánica) y el profesor Karl Forchhammer (Instituto de Interfaces Docentes de Microbiología y Medicina de Infecciones). Fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza el viernes.

Los ingredientes activos para uso farmacéutico o agrícola a menudo provienen de sustancias naturales. Estas sustancias pueden consistir en estructuras químicas complejas, pero también puede ser relativamente simple. El ingenio de tales ingredientes activos a menudo radica en su simplicidad:los antimetabolitos interactúan con procesos vitales en la célula imitando productos metabólicos. Esto interrumpe el proceso biológico, que puede inhibir el crecimiento celular o incluso matar la célula.

Los químicos y microbiólogos de la Universidad de Tubinga descubrieron un antimetabolito inusual con una estructura química simple:una molécula de azúcar con el nombre científico 7-desoxi-sedoheptulosa (7dSh). A diferencia de los carbohidratos ordinarios, que suelen servir como fuente de energía para el crecimiento, esta sustancia inhibe el crecimiento de plantas y microorganismos, como bacterias y levaduras. La molécula de azúcar bloquea una enzima clave de la vía del shikimato, una vía metabólica que ocurre solo en microorganismos y plantas. Por esta razón, los científicos clasifican la sustancia como inofensiva para humanos y animales, y ya lo han demostrado en estudios iniciales.

El raro desoxi azúcar se aisló de cultivos de la cianobacteria de agua dulce Synechococcus elongatus, que es capaz de inhibir el crecimiento de cepas bacterianas relacionadas. Mientras busca la causa de esta inhibición del crecimiento, los científicos descifraron la estructura del compuesto natural. A través de un método recientemente desarrollado para la producción de 7dSh, una síntesis quimioenzimática, los científicos pudieron realizar estudios extensos para determinar el mecanismo molecular de 7dSh.

Los científicos utilizaron espectrometría de masas de alta resolución acoplada para obtener información precisa sobre el mecanismo de inhibición y descubrieron que 7dSh bloquea la deshidroquinatesintasa (DHQS), una enzima de la vía del shikimato. Uno de los inhibidores más conocidos de esta vía metabólica hasta la fecha es el controvertido herbicida glifosato. "A diferencia del glifosato, el desoxi azúcar recién descubierto es un producto completamente natural que se cree que tiene una buena degradabilidad y baja ecotoxicidad, "dice el Dr. Klaus Brilisauer. Hasta ahora, 7dSh inhibe el crecimiento de las plantas de manera prometedora. "Vemos una excelente oportunidad aquí para usarlo como herbicida natural".

Los científicos esperan reemplazar los controvertidos herbicidas a largo plazo y así reducir los metabolitos de los herbicidas. que suponen un riesgo para la salud. Sin embargo, eficacia en el campo, la degradabilidad en el suelo y la inocuidad para el ganado y los seres humanos deberían investigarse más a fondo en estudios exhaustivos a largo plazo para 7dSh.