Las iminas cíclicas forman una clase general de compuestos químicos que incluye los metabolitos de los medicamentos utilizados para tratar una amplia variedad de afecciones. Los alcaloides de β-carbolina en particular se han estudiado ampliamente como medicamentos, mostrando excelentes bioactividades, y se han utilizado en tratamientos para la hipertensión. Sin embargo, a pesar de un conocimiento significativo de la biosíntesis que forma iminas cíclicas, la degradación de estos compuestos no se comprende bien. Ahora, investigadores de la Universidad de Tsukuba han aislado del suelo microorganismos cíclicos que metabolizan iminas, identificó una enzima cíclica metabolizadora de iminas, y propuso su mecanismo catalítico. Sus hallazgos se publican en Comunicaciones de la naturaleza .

Uno de los alcaloides de β-carbolina más simples es la harmalina, que es un componente bioactivo de la planta medicinal Peganum harmala. Las raices, semillas Las hojas y la corteza de P. harmala se han utilizado en la medicina tradicional en diversas culturas de todo el mundo. Teniendo esto en cuenta, los investigadores plantearon la hipótesis de que la harmalina producida por las plantas debe ser degradada por microorganismos en el suelo circundante.

"Pudimos aislar la bacteria Arthrobacter sp. C-4A que metaboliza la harmalina del suelo alrededor de las raíces de P. harmala, "explica el autor principal del estudio Toshiki Nagakubo". Posteriormente, la enzima particular involucrada en la catálisis se aisló de las bacterias, y lo identificamos como cobre amino oxidasa. Esta es la primera vez que se establece un vínculo entre la amina oxidasa de cobre y la apertura del anillo de imina cíclica ".

Como resultado de sus hallazgos, los investigadores propusieron un mecanismo de dos pasos para la ruptura enzimática del doble enlace carbono-nitrógeno que es particular de los compuestos de imina. Además de identificar la amina oxidasa de cobre como catalizador, el equipo pudo demostrar que la misma enzima aislada de diferentes bacterias tenía un efecto similar sobre la degradación. Dada la amplia gama de organismos, incluidos los humanos, que producen alcaloides de β-carbolina, esta expansión de la comprensión general de la degradación cíclica de la imina tiene el potencial de afectar muchas áreas de investigación.

"Nuestros hallazgos añaden una dimensión interesante al conocimiento actual sobre las aminas oxidasas de cobre, ", explica la autora correspondiente del estudio, Michihiko Kobayashi. Esperamos que nuestro mecanismo y la transferibilidad de nuestras observaciones permitan identificar más procesos fisiológicos catalíticos y conducir a desarrollos significativos en farmacología".