Synthèse enzymatique de la psilocybine, l’ingrédient des champignons magiques —
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Les petits champignons ont du punch : les “champignons magiques” du Psilocybe espèces produisent des composés psychoactifs qui altèrent la perception lorsqu’ils sont ingérés. Récemment, les effets sur le système neuronal provoqués par leur ingrédient psilocybine ont suscité l’intérêt des pharmacologues. Des scientifiques allemands ont maintenant identifié quatre des enzymes responsables de la biosynthèse de la psilocybine. Dans la revue Angewandte Chemie, ils décrivent la voie de biosynthèse et introduisent une voie de synthèse qui pourrait constituer la base d’une production biotechnologique.
Pendant des siècles, les cultures d’Amérique centrale ont considéré Psilocybe champignons comme divins et les utilisaient à des fins spirituelles. Plus récemment, ils ont été appelés champignons magiques et utilisés pour leurs effets hallucinogènes. Ces médicaments à base de champignons pourraient bientôt être également utilisés comme produits pharmaceutiques pour traiter l’anxiété existentielle des patients atteints de cancer à un stade avancé, la dépression et la dépendance à la nicotine. Leurs effets proviennent des tryptamines, qui sont des dérivés chimiques de l’acide aminé L-tryptophane et des parents structurels des neurotransmetteurs sérotonine et mélatonine. Parmi ceux-ci, la psilocybine est le principal composant chimique du champignon. La psilocybine est un précurseur inactif qui est rapidement activé lorsqu’il est consommé : la séparation d’un groupe phosphate donne le véritable ingrédient actif, la psilocine.
Bien que la structure de la psilocybine soit connue depuis environ 60 ans, il n’a pas été possible de décoder la base enzymatique de sa biosynthèse. Des chercheurs travaillant avec Dirk Hoffmeister à l’Université Friedrich Schiller d’Iéna l’ont maintenant compris. Ils ont identifié les quatre enzymes qui transforment le L-tryptophane acide aminé en psilocybine. Grâce à la technologie génétique, les chercheurs ont pu produire les enzymes dans des cultures de bactéries et de moisissures et les caractériser.
Sur la base de ces connaissances, ils ont également pu clarifier la voie de production biosynthétique, différente de ce que l’on supposait auparavant. Dans la première étape de la biosynthèse, un type inhabituel de tryptophane décarboxylase sépare le groupe carboxyle de l’acide aminé L-tryptophane. Une monooxygénase introduit alors un groupe alcool, auquel une kinase ajoute ensuite un groupe phosphate. Enfin, une méthyl transférase ajoute deux groupes méthyle par étapes au groupe amino.
En partant du 4-hydroxy-L-tryptophane et en utilisant trois des quatre enzymes fongiques, les scientifiques ont pu synthétiser enzymatiquement la psilocybine par une méthode simple dans une réaction combinée. Compte tenu du regain d’intérêt de l’industrie pharmaceutique pour la psilocybine, ces résultats pourraient jeter les bases de sa production biotechnologique.
