Proč vyrábět psilocybin enzymaticky?

10. 10. 2017 | 12:20
Přečteno 1804 krát
Užívání psychoaktivních látek je již tisíce let neodmyslitelně spjato s lidskou historií a kulturou. Prvním zdrojem těchto látek byly bez pochyby rostliny a živočichové, s nimiž se naši domorodí předkové dostali ve svém okolí do kontaktu.

Vzhledem ke svým účinkům na tělo, ale především mysl, našly využití zejména v lidovém léčitelství a šamanských či duchovních rituálech. První dochované informace z hloubi pralesů byly však získány až prostřednictvím řady cestovatelů, kteří se s těmito praktikami setkali na svých cestách za dobrodružstvím. Jednou z těchto pozoruhodných látek je psilocybin, indolový alkaloid obsažený v houbách rodu Psilocybe (lysohlávka), Panaeolus (kropenatec), Stropharia (límcovka) nebo Gymnopilus (šupinovka). Lidé užívali psilocybin dávno před tím, než pro něj západní společnost našla pojmenování. Před tisíci let používali houby mexičtí šamani k rituálům, které měly člověku sloužit k duševní očistě. Se zvědavostí a zájmem prozkoumat účinky těchto pozoruhodných hub cestovali badatelé do Mexika.

Gordon Wasson předal dovezený vzorek mexické lysohlávky (Psilocybe mexicana) známému švýcarskému chemikovi a otci LSD Albertu Hofmannovi, kterému se jako prvnímu podařilo psilocybin izolovat a syntetizovat. Psilocybin vzbudil mezi vědci velkou vlnu zájmu téměř okamžitě po svém objevení (2. pol. 20. století). Záhy je zaujala strukturní podobnost psilocybinu s přirozeným lidským neurotransmiterem serotoninem, což vedlo ke zkoumání jeho účinků na úrovni neurobiologie i fenomenologie (schopnost vyvolat „psychózu“), ale též terapeutického potenciálu pomocí asistovaných psychoterapií. Masová hysterie kolem užívání psychedelik vedla spolu s dalšími okolnostmi k zákazu výzkumů počínaje rokem 1968, kdy byl psilocybin zařazen do seznamu zakázaných látek. V důsledku silných restrikcí výzkumu psychedelik stojíme dodnes prakticky na počátcích bádání. Dnešní legislativa pozvolna pookřává a řada odborníků projevila silný zájem o výzkumů v tomto poli, které leželo desítky let ladem. Abychom úspěšně využili potenciál těchto látek, je nezbytné porozumět jejich chemické struktuře, biosyntéze, biologické aktivitě a řadě dalších atributů. Je tedy velice záslužné oživit toto tabu a přinést odborníkům, ale i laické veřejnosti nezkreslené informace o potenciálu této unikátní látky.

Dnešní znalosti v oblasti organické syntézy, extraktivní a analytické chemie umožňují získávat psilocybin řadou postupů, a to ve velmi vysoké čistotě. Jednou z možností je syntéza z nejrůznějších organických látek (tzv. prekurzorů), která pro zkušeného chemika není nijak zvlášť složitá. Jednoduchým způsobem, jak psilocybin získat, je extrakcí z hub, které jej obsahují. Jakým způsobem však tyto houby psilocybin vytváří a proč? To jsou otázky, na které jsme doposud nebyli schopni s jistotou odpovědět. Výzkumníci J. Fricke a kol. z Univerzity Friedricha Schillera v Něměcku ve svém nedávném článku přišli s odpovědí – jejich práce odhalila 4 enzymy, které jsou zodpovědné za biosyntézu psilocybinu z tryptofanu v houbách rodu Psilocybe. Odhalení struktury těchto enzymů a rovněž i pořadí, ve kterém tyto enzymy zodpovídají za tvorbu psilocybinu, umožnilo úspěšně reprodukovat biosyntézu in vitro (tzn. izolovaně v experimentálním prostředí, nikoli v živém organismu).

Zde se nabízí otázka, v čem vlastně spočívá význam odhalení „nového“ postupu pro získávání psilocybinu, jestliže jsme schopni jej produkovat řadou osvědčených způsobů? Obecně vzato, většina postupů v organické syntéze využívá nejrůznějších typů stále se vyvíjejících katalyzátorů, technologických a purifikačních (čisticích) metod, aby bylo docíleno vysoké selektivity a čistoty produktu s důrazem na minimalizaci odpadu. Nutno říci, že navzdory používání nejmodernějších metod prakticky nikdy nejsme schopni získat naprosto selektivně žádaný produkt. Vysoké náklady na technologii spolu s používáním mnohdy toxických prekurzorů a organických rozpouštědel vedou k závěru, že taková technologie je značnou ekonomickou, ale i ekologickou zátěží. Naproti tomu v těle každého živého organismu se na látkové výměně a produkci nejrůznějších látek podílejí enzymy. Jedná se v podstatě o biologické katalyzátory, které vykazují naprosto výjimečnou selektivitu. Jinými slovy lze říci, že reakce katalyzovaná enzymem je tak specifická, že vede prakticky výhradně k žádanému produktu. Odhalení těchto biokatalyzátorů je zcela klíčovým předpokladem pro možnost ekonomické a ekologické produkce vysoce čistého psilocybinu. Důvodů, proč je psilocybin středem zájmu mnoha výzkumníků je jistě mnoho – snad už jen ze samotné snahy odhalit nepoznané.

Ale jakým způsobem využívá tuto látku sama houba? V celé živé říši dochází k produkci rozmanitých látek. Některé jsou navzdory značné odlišnosti organismů stejné, jiné zase v rámci příbuzných druhů zcela odlišné. Právě tyto specifické látky, mezi které patří i psilocybin, mohou posloužit rostlině, houbě, či živočichovi ke komunikaci s okolím, která je nezbytná pro jejich přežití a rozmnožování. Podobně jako se jedovaté rostliny brání před spásáním býložravci, samice produkující feromon dává najevo připravenost k páření, tak i houba produkující psilocybin jeho prostřednictvím komunikuje s okolím. Výzkumníci Reynolds a kol. z USA ve své publikaci o horizontálním genovém přenosu zjistili, že psilocybin poskytuje houbám značnou výhodu. V hnoji a zetlelém dřevě mohou totiž mít zásobárnu metabolitů na bázi indolu, jež ovlivňují chování mykofágů (organismů živících se houbami) a dřevokazných bezobratlých. Psilocybin je tedy látkou, skrze kterou houba dokáže komunikovat s drobnými živočichy, ale i inteligentními savci – látka, která ovlivnila řadu významných osobností, vědců a část naší historie, ale rovněž i látka, o jejíchž vlastnostech a využití víme stále velmi málo.

Jakub Bumba, Klára Gotvaldová
Česká psychedelická společnost


Literatura:
Fricke, J.; et al. Enzymatic Synthesis of Psilocybin. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2017, 56 (40), 12352–12355. doi:10.1002/anie.201705489
Reynolds, H. T.; et al. Horizontal gene cluster transfer increased hallucinogenic mushroom diversity.
doi: https://doi.org/10.1101/176347
Roubíček, J. Experimentální psychózy, 1st ed.; Stát. zdrav. nakl.: Praha, 1961.

Komentáře

Aktuálně.cz má zájem poskytovat prostor jen korektně a slušně vedené debatě. Tím, že zde publikujete svůj příspěvek, se zároveň zavazujete dodržovat Kodex diskutujících. V opačném případě se vystavujete riziku, že příspěvek administrátor odstraní z diskuse na Aktuálně.cz. Při opakovaném porušení kodexu Vám administrátor může zablokovat možnost přispívat do diskusí na Aktuálně.cz. Přejeme Vám zajímavou a inspirativní výměnu názorů. Redakce Aktuálně.cz.

Blogeři abecedně

A Almer Tomáš · Atapana Mnislav Zelený B Balabán Miloš · Bartoš Ivan · Bartošová Ela · Bečková Kateřina · Bělobrádek Pavel · Benda Jan · Beránek Jan · Berwid-Buquoy Jan · Bielinová Petra · Bína Jiří · Bízková Rut · Bobek Miroslav · Boučková Tereza C Cimburek Ludvík Č Černoušek Štěpán · Černý Jan · Čipera Erik · Čtenářův blog D David Jiří · Dienstbier Jiří · Dolejš Jiří · Drobek Aleš · Duka Dominik · Duong Nguyen Thi Thuy · Dvořáková Vladimíra F Farský Jan · Fendrych Martin · Feri Dominik · Fiala Petr G Gazdík Petr H Hamáček Jan · Hampl Václav · Hamplová Jana · Hasenkopf Pavel · Havel Petr · Havlík Petr · Heger Leoš · Heller Šimon · Herman Daniel · Hilšer Marek · Hlaváček Petr · Hnízdil Jan · Hokovský Radko · Holomek Karel · Honzák Radkin · Horký Petr · Hořejš Nikola · Hořejší Václav · Hovorka Jiří · Hradilková Jana · Hrstka Filip · Hubinger Václav · Hudeček Tomáš · Hülle Tomáš · Hvížďala Karel CH Chromý Heřman · Chýla Jiří J Janečková Tereza · Janyška Petr · Jarolímek Martin · Just Jiří · Just Vladimír K Kania Ondřej · Keményová Zuzana · Klan Petr · Klepárník  Vít · Klíma Vít · Klimeš David · Kněžourková Tereza · Kolínská Petra · Komárek Michal · Kopecký Pavel · Kostkan Tomáš · Kostlán František · Kotišová Miluš · Koudelka Zdeněk · Kozák Kryštof · Krafl Martin · Králíková Eva · Krása Václav · Kraus Ivan · Krištof Roman · Kroppová Alexandra · Křeček Stanislav · Kubr Milan · Kučera Vladimír · Kuchař Jaroslav · Kuras Benjamin · Kutílek Petr · Kužílek Oldřich · Kyselý Ondřej L Lalák Adam · Laně Tomáš · Líbal Vladimír · Linhart Zbyněk · Lipavský Jan · Lipold Jan · Lomová Olga · Ludvík Miloslav M Mahdalová Eva · Marksová-Tominová Michaela · Mašát Martin · Metelka Ladislav · Mihovičová Jana · Michálek Libor · Miller Robert · Minařík Petr · Müller Zdeněk · Münich Daniel N Navrátil Vojtěch · Němec Václav O Oláh Michal · Ondráčková Radka · Outlý Jan P Palik Michal · Paroubek Jiří · Payne Jan · Payne Petr Pazdera · Pehe Jiří · Pelda Zdeněk · Penc Stanislav · Petrák Milán · Pikora Vladimír · Pixová Michaela · Pohled zblízka · Pokorný Zdeněk · Pražskej blog · Prouza Tomáš · Přibyl Stanislav R Rabas Přemysl · Rath David · Redakce Aktuálně.cz  · Ripka Štěpán · Robejšek Petr · Růžička Michal · Rychlík Jan Ř Řízek Tomáš S Sedlák Martin · Seitlová Jitka · Schwarzenberg Karel · Skořepa Michal · Skuhrovec Jiří · Sláma Bohumil · Slimáková Margit · Sobotka Bohuslav · Sokačová Linda · Sportbar · Stanoev Martin · Stehlík Michal · Stehlíková Džamila · Stejskal Libor · Stránský Martin Jan · Svoboda Cyril · Svoboda Jiří · Svoboda Pavel · Syková Eva Š Šefrnová Tereza · Šilerová Jana · Šimáček Martin · Šimková Karolína · Škop Michal · Šlechtová Karla · Šmíd Milan · Šoltés Michal · Špok Dalibor · Štádler Petr · Šteffl Ondřej · Štěch Milan · Štern Ivan · Štern Jan · Štrobl Daniel · Šumbera Filip · Švejnar Jan T Tolasz Radim · Tomášek Pavel · Tomčiak Boris · Tomský Alexander · Tožička Tomáš · Turek Jan · Tvrdoň Jan U Uhl Petr · Urban Jan V Vaculík Jan · Vácha Marek · Vendlová Veronika · Vhrsti · Vileta Petr · Vlach Robert · Vlk Miloslav · Vodrážka Mirek W Wagenknecht Lukáš · Wheeler Adrian · Wichterle Kamil · Wollner Marek Z Zahradil Jan · Zahumenský David · Zaorálek Lubomír · Závodský Ondřej · Zelený Milan · Zlatuška Jiří · Znoj Milan Ž Žák Miroslav · Žák Václav Ostatní Dlouhodobě neaktivní blogy