راز تولید کوکائین طبیعی
کوکائین که یک مخدر بدنام است بسیار مشابه با داروهای پزشکی مجاز است. اگر فرایند تولید آن را در گیاه به خوبی بدانیم، می‌توانیم داروهای آرام‌بخشی بسازیم که اعتیادآور نباشند. با وجود موانع قانونی، مطالعه در این مورد به خلاقیت‌های زیادی نیاز دارد!
علیرغم این که کوکائین به دلیل تاثیراتی که دارد، ماده‌ای بدنام است، اما در واقع ساختار شیمیایی آن بسیار به داروهای بیهوشی و محرکی که در هر روزه در موارد پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار شباهت دارد.
به گزارش نشنال‌جئوگرافیک، گروهی از محققین می‌کوشند با درک این که کوکائین چهطور در گیاه کوکا (Coca) تولید میشود، و ایجاد تغیراتی در این فرایند، به داروهای آرامبخش تازه‌ای برسند که برخلاف خود کوکائین، اعتیادآور نباشند.
جان داوریا، زیست‌شیمیدان موسسه اکولوژی شیمی مکس پلانک واقع در آلمان و از محققین این مطالعه می‌گوید: «گیاهان نمی‌توانند فرار کنند، به همین دلیل هم برای این که بتوانند زنده بمانند، باید بهترین شیمیدان‌های روی زمین بشوند. از این رو، آن‌ها مواد شیمیایی می‌سازند که سایر موجودات زنده به این راحتی از عهده تولید آن‌ها برنمی‌آیند، از جمله همین کوکائین.»
اما انسان‌ها چهطور می‌توانند از این مواد شیمیایی به بهترین نحو استفاده کنند؟ وی میافزاید: «ما باید بدانیم که گیاه چهطور چنین موادی را تولید می‌کند. اگر زیست‌شیمی این فرایند را به خوبی بدانیم، می‌توانیم با ایجاد تغییراتی، ویژگی‌های بد آن را حذف کنیم و ویژگی‌های خوب و آرامبخش آن را حفظ کنیم.»
داروی سنتی
ساکنین آمریکای جنوبی حدود 8000 سال است که به کاشت گیاه کوکا مشغولند. داوریا می‌گوید: «کوکا برای آمریکای جنوبی منبع درآمد است، همچنین منبع یک ماده مخدر خیابانی است. اما علاوه بر این موارد، تاریخچه درمانی غنی هم دارد.»
قبیله‌های بومی آمریکای جنوبی، کوکا می‌کاشتند و برگ آن را در مراسم مذهبی خود می‌جویدند. همچنین این کار برای سرکوب احساس گرسنگی و تشنگی هم مفید بود.
با این وجود امروزه هنوز هم دانشمندان به طور دقیق نمی‌دانند که کوکائین چهطور در گیاه کوکا تولید میشود، بخشی از آن به دلیل طبیعت ممنوعه این گیاه است که جز آلکالوئیدهای تروپان به حساب می‌آید، اگر به عنوان مثال در ایالات متحده آمریکا اصلا آزمایشگاهی بتواند اجازه کشت گیاه کوکا یا تولید کوکائین را بگیرد، تعداد آن‌ها زیاد نخواهد بود.
به همین دلیل هم داوریا و همکارانش، مطالعه خود بر روی رازهای کوکائین را با گیاه گلدار بسیار مشابه دیگری شروع کردند که هنوز قانونی است و سولاناسیائه نامیده میشود. این گیاه همچنین از خانواده سیب‌زمینی یا تاجریزی دانسته میشود.
با این که کوکائین به خانوداه دیگری تعلق دارد، بسیاری از گیاهان سولاناسیئه هم آلکالوئیدهای تروپان تولید می‌کنند که برخی از آن‌ها مصرف پزشکی نیز دارند و برای مواردی مانند گشادتر کردن مردمک‌ها، رفع مشکلات حرکتی و نیز درمان زخم‌های گوارشی به کار می‌روند.
اما محققین در نهایت به این نتیجه رسیدند که گیاه کوکا برای تولید مولکول‌های آلکالوئید تروپان از همان آنزیم سولاناسیائه استفاده نمی‌کند. این یافته تعجب محققین را به دنبال داشت، چون آلکالوئیدها مولکول‌های پیچیده‌ای هستند که طی مراحل زیادی ساخته می‌شوند و به گفته داوریا، تکامل به طور معمول بهترین راهکارها را نگه می‌دارد، نه این که آن‌ها را از نو به وجود بیاورد.
وی میافزاید: «مورد دیگر این است که در گیاه سولاناسیائه، الکالوئیدهای تروپان در ریشه تولید می‌شوند، در حالی که در گیاه کوکا این اتفاق در برگ‌ها می‌افتد که خودش تفاوت بسیار بزرگی است. این بدان معنا است که طبیعت دو راه کاملا متفاوت برای تولید مواد بسیار بسیار مشابه پیدا کرده است که به نظر من خیلی تاثیرگذار است.»
برای پی بردن به یکی از مراحل تولید کوکائین، گروه محققین برگ‌های گیاه کوکا را مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند فعالیت آنزیمی بیایند که احتمالا به تولید مولکول‌های کوکائین کمک می‌کند، که به احتمال زیاد دو چرخه بر پایه کربن و اتصالات اکسیژنی را در بر می‌گیرد.
آن‌ها نهایتا آنزیمی را پیدا کردند (و نیز ژنی را که مسئول تولید آن بود) که حلقه اصلی کوکائین را برای ادغام با اسید بنزوئیک آماده می‌کرد، یعنی دو گام مانده به تولید نهایی کوکائین در گیاه.
گام‌های بعدی
محققین در حال حاضر قرار است مقاله‌ای در مورد آخرین گام‌های فرایند تولید کوکائین منتشر کنند و امیدوارند به زودی با کشف اولین گام‌ها، درکی از کل این فرایند داشته باشند. به گفته تونی کوتچان، زیست‌شیمیدانی که در مرکز علوم گیاهی دونالد دانفورث در مورد ترکیب‌های دارویی مطالعه می‌کند، اگرچه هنوز راه بسیار است، اما این مطالعه در کشف سنتز کوکائین بسیار اهمیت دارد. وی می‌گوید: «البته این تنها یکی از چندین گام است، من بسیار منتظرم ببینم در مراحل بعدی، چه چیزهایی کشف می‌کنند.»
به نوشته خبر آنلاین، همچنین وی میافزاید: «دوست دارم قبل از هر چیزی بدانم چرا اصلا گیاه کوکا شروع به تولید چنین ماده پیچیده‌ای در خود کرده است. داوریا معتقد است که به احتمال زیاد، هدف اصلی گیاه، از بین بردن حشرات بود.»
مطالعات قبلی نشان داده‌اند که بخش زیادی از کوکائین موجود در گیاه‌های کوکای کشت‌شده، در حدود 10 درصد از برگ‌های جوان، به عنوان حشره‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند. مطالعات بیشتر برای روی گیاهان قدیمی‌تر، می‌تواند رازهای بیشتری را آشکار سازد.
How coca plants make cocaineSecrets of Natural Cocaine Production Revealedبه گزارش نشنال‌جئوگرافیک، گروهی از محققین می‌کوشند با درک این که کوکائین چهطور در گیاه کوکا (Coca) تولید میشود، و ایجاد تغیراتی در این فرایند، به داروهای آرامبخش تازه‌ای برسند که برخلاف خود کوکائین، اعتیادآور نباشند.
جان داوریا، زیست‌شیمیدان موسسه اکولوژی شیمی مکس پلانک واقع در آلمان و از محققین این مطالعه می‌گوید: «گیاهان نمی‌توانند فرار کنند، به همین دلیل هم برای این که بتوانند زنده بمانند، باید بهترین شیمیدان‌های روی زمین بشوند. از این رو، آن‌ها مواد شیمیایی می‌سازند که سایر موجودات زنده به این راحتی از عهده تولید آن‌ها برنمی‌آیند، از جمله همین کوکائین.»
اما انسان‌ها چهطور می‌توانند از این مواد شیمیایی به بهترین نحو استفاده کنند؟ وی میافزاید: «ما باید بدانیم که گیاه چهطور چنین موادی را تولید می‌کند. اگر زیست‌شیمی این فرایند را به خوبی بدانیم، می‌توانیم با ایجاد تغییراتی، ویژگی‌های بد آن را حذف کنیم و ویژگی‌های خوب و آرامبخش آن را حفظ کنیم.»
داروی سنتی
ساکنین آمریکای جنوبی حدود 8000 سال است که به کاشت گیاه کوکا مشغولند. داوریا می‌گوید: «کوکا برای آمریکای جنوبی منبع درآمد است، همچنین منبع یک ماده مخدر خیابانی است. اما علاوه بر این موارد، تاریخچه درمانی غنی هم دارد.»
قبیله‌های بومی آمریکای جنوبی، کوکا می‌کاشتند و برگ آن را در مراسم مذهبی خود می‌جویدند. همچنین این کار برای سرکوب احساس گرسنگی و تشنگی هم مفید بود.
با این وجود امروزه هنوز هم دانشمندان به طور دقیق نمی‌دانند که کوکائین چهطور در گیاه کوکا تولید میشود، بخشی از آن به دلیل طبیعت ممنوعه این گیاه است که جز آلکالوئیدهای تروپان به حساب می‌آید، اگر به عنوان مثال در ایالات متحده آمریکا اصلا آزمایشگاهی بتواند اجازه کشت گیاه کوکا یا تولید کوکائین را بگیرد، تعداد آن‌ها زیاد نخواهد بود.
به همین دلیل هم داوریا و همکارانش، مطالعه خود بر روی رازهای کوکائین را با گیاه گلدار بسیار مشابه دیگری شروع کردند که هنوز قانونی است و سولاناسیائه نامیده میشود. این گیاه همچنین از خانواده سیب‌زمینی یا تاجریزی دانسته میشود.
با این که کوکائین به خانوداه دیگری تعلق دارد، بسیاری از گیاهان سولاناسیئه هم آلکالوئیدهای تروپان تولید می‌کنند که برخی از آن‌ها مصرف پزشکی نیز دارند و برای مواردی مانند گشادتر کردن مردمک‌ها، رفع مشکلات حرکتی و نیز درمان زخم‌های گوارشی به کار می‌روند.
اما محققین در نهایت به این نتیجه رسیدند که گیاه کوکا برای تولید مولکول‌های آلکالوئید تروپان از همان آنزیم سولاناسیائه استفاده نمی‌کند. این یافته تعجب محققین را به دنبال داشت، چون آلکالوئیدها مولکول‌های پیچیده‌ای هستند که طی مراحل زیادی ساخته می‌شوند و به گفته داوریا، تکامل به طور معمول بهترین راهکارها را نگه می‌دارد، نه این که آن‌ها را از نو به وجود بیاورد.
وی میافزاید: «مورد دیگر این است که در گیاه سولاناسیائه، الکالوئیدهای تروپان در ریشه تولید می‌شوند، در حالی که در گیاه کوکا این اتفاق در برگ‌ها می‌افتد که خودش تفاوت بسیار بزرگی است. این بدان معنا است که طبیعت دو راه کاملا متفاوت برای تولید مواد بسیار بسیار مشابه پیدا کرده است که به نظر من خیلی تاثیرگذار است.»
برای پی بردن به یکی از مراحل تولید کوکائین، گروه محققین برگ‌های گیاه کوکا را مورد مطالعه قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند فعالیت آنزیمی بیایند که احتمالا به تولید مولکول‌های کوکائین کمک می‌کند، که به احتمال زیاد دو چرخه بر پایه کربن و اتصالات اکسیژنی را در بر می‌گیرد.
آن‌ها نهایتا آنزیمی را پیدا کردند (و نیز ژنی را که مسئول تولید آن بود) که حلقه اصلی کوکائین را برای ادغام با اسید بنزوئیک آماده می‌کرد، یعنی دو گام مانده به تولید نهایی کوکائین در گیاه.
گام‌های بعدی
محققین در حال حاضر قرار است مقاله‌ای در مورد آخرین گام‌های فرایند تولید کوکائین منتشر کنند و امیدوارند به زودی با کشف اولین گام‌ها، درکی از کل این فرایند داشته باشند. به گفته تونی کوتچان، زیست‌شیمیدانی که در مرکز علوم گیاهی دونالد دانفورث در مورد ترکیب‌های دارویی مطالعه می‌کند، اگرچه هنوز راه بسیار است، اما این مطالعه در کشف سنتز کوکائین بسیار اهمیت دارد. وی می‌گوید: «البته این تنها یکی از چندین گام است، من بسیار منتظرم ببینم در مراحل بعدی، چه چیزهایی کشف می‌کنند.»
به نوشته خبر آنلاین، همچنین وی میافزاید: «دوست دارم قبل از هر چیزی بدانم چرا اصلا گیاه کوکا شروع به تولید چنین ماده پیچیده‌ای در خود کرده است. داوریا معتقد است که به احتمال زیاد، هدف اصلی گیاه، از بین بردن حشرات بود.»
مطالعات قبلی نشان داده‌اند که بخش زیادی از کوکائین موجود در گیاه‌های کوکای کشت‌شده، در حدود 10 درصد از برگ‌های جوان، به عنوان حشره‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند. مطالعات بیشتر برای روی گیاهان قدیمی‌تر، می‌تواند رازهای بیشتری را آشکار سازد.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر