Muscarina al descubierto: la toxina mortal más extendida entre los hongos

Un equipo interdisciplinar de investigadores del Instituto Leibniz de Productos Naturales y Biología de las Infecciones ha desnudado a la muscarina, la toxina mortal más extendida entre los hongos, 50 años después de que se dieran a conocer sus componentes básicos.

Sebastian Dörner, autor principal del estudio experimental que difunde la edición internacional de Angewandte Chemie, utilizó esta especie para poner a prueba el modelo de biosíntesis de muscarina establecido en 1977 y descubrió que era insostenible.

En su opinión, Conrad Eugster, sin duda, aprovechó al máximo los métodos y las capacidades instrumentales disponibles en aquel momento, pero las técnicas de medición en la década de 1970 no eran tan precisas como lo son hoy. Conrad H. Eugster (1921–2012), químico y profesor en la Universidad de Zúrich, a quien se dedica el nuevo artículo, fue, no obstante, un pionero notable en este campo.

No obstante, Dörner subraya que “nuestra hipótesis era confirmar el modelo existente para desarrollarlo y posiblemente identificar productos intermedios adicionales de la biosíntesis”.

Tras revisarlo por completo, en este trabajo han descubierto que el componente básico de la biosíntesis no es el aminoácido glutamina, como había supuesto Eugster. Por eso los investigadores tuvieron que desarrollar un nuevo modelo. Se identificaron otros dos aminoácidos: moléculas del metabolismo básico que también forman los componentes básicos de las proteínas.

Biosíntesis de la muscarina

Según los nuevos hallazgos, una triple metilación de la L-lisina inicia la biosíntesis de muscarina; posteriormente, también se requiere el aminoácido L-alanina.

Una mejor comprensión de la biosíntesis de muscarina podría conducir al descubrimiento de otros intermediarios en el futuro. Sería necesario entonces investigar si estos también son tóxicos o si tienen potencial farmacéutico.

Curiosamente, la mayor parte de la literatura científica sobre la muscarina es en alemán, a pesar de que el inglés se ha consolidado como la lengua de la ciencia durante décadas. La publicación del profesor Eugster, que contenía la interpretación errónea, ahora corregida, de la biosíntesis de la muscarina, también apareció en alemán. “Esto significaba que el número de personas que podrían consultar dicha publicación nuevamente era bastante limitado. Era nuestra oportunidad y nuestra responsabilidad descubrir y corregir los errores”, destaca Dörner.

Sin embargo, Dirk Hoffmeister, miembro de este equipo, subraya que hay una gran diferencia entre detectar contradicciones en el trabajo de laboratorio y cuestionar la teoría existente. “Hay que tener el valor de cuestionar la bibliografía y confiar en uno mismo. Si leo sobre una hipótesis o teoría, intento reproducirla y no funciona, primero busco el error en mi propio trabajo, antes de investigar si hay algún fallo en el conocimiento establecido”.

En este trabajo también participaron Christian Hertweck y su equipo en el Leibniz-HKI, en el marco del Centro de Investigación Colaborativa ChemBioSys, que se centra en los productos naturales microbianos y sus funciones.

A propósito de Conrad Eugester

Conrad Eugester se doctoró en Ciencias Químicas en la Universidad suiza de Zúrich, en 1953, bajo la dirección de Paul Karrer. Dos años después fue profesor en ese mismo campus, así como profesor visitante en la Universidad estadounidense de Illinois en 1961. En 1969 consiguió la Cátedra de Química Orgánica, donde trabajó hasta su jubilación en 1988.

El enfoque principal de los esfuerzos de investigación de Eugster fue la química de productos naturales, particularmente el aislamiento, la elucidación estructural y la síntesis de nuevos productos naturales.

Hizo importantes contribuciones al campo de la química de alcaloides a través del descubrimiento de alcaloides de espermidina macrocíclicos, la determinación de su configuración absoluta y su síntesis. Los nuevos productos naturales aislados de hongos incluyeron muscarina, muscimol, muscazona y ácido iboténico.

También estudió intensamente la química de las quinonas, incluyendo el aislamiento y la determinación estructural de la cariopterona, la cordeauxiaquinona y las reacciones de quinonas con nucleófilos para la síntesis de quinonas aneladas.

Hizo importantes contribuciones al área de la química de terpenos y carotenoides; Junto con Peter Rüedi, se aisló un gran número de abietanoides tetracíclicos y pentacíclicos coloreados de plantas tropicales de la familia Labiatae, y se completaron las primeras síntesis de B,B-caroteno y carotenoides relacionados en colaboración con Paul Karrer.

Además de estas y otras contribuciones a la química de productos naturales, Conrad Eugster también investigó la química de sistemas heterocíclicos, en particular derivados de furano de interés como compuestos aromáticos, la síntesis de ácidos ciclohexilsulfónicos y, por último, pero no menos importante, el mecanismo del reordenamiento de Favorskii.