Leitura: 7 minutosDesde tempos antigos, a planta de cannabis tem sido usada por diversas culturas para fins medicinais e terapêuticos. Textos históricos e registros arqueológicos indicam que civilizações antigas, como os chineses e os egípcios, utilizavam extratos de cannabis para tratar uma variedade de condições. Esses efeitos medicinais são atribuídos aos fitocanabinoides, compostos naturais presentes na planta. A compreensão moderna da cannabis revela que a biossíntese desses fitocanabinoides começa com precursores específicos. Através de uma série de reações enzimáticas, esses precursores se transformam em uma ampla gama de fitocanabinoides com propriedades terapêuticas diversas. No post de hoje, vamos explorar os precursores dos fitocanabinoides e seu papel crucial na formação dos compostos medicinais da cannabis, proporcionando uma visão detalhada de sua importância no contexto terapêutico e científico.
Biossíntese dos Fitocanabinoides
A biossíntese dos fitocanabinoides nas plantas de cannabis é um processo complexo e rigorosamente regulado, envolvendo uma série de reações bioquímicas. Este processo inicia-se com dois precursores fundamentais: o ácido olivetólico e o geranil difosfato (GPP).¹ Estes precursores são essenciais para a síntese dos principais fitocanabinoides, como o THC e o CBD, através de reações enzimáticas específicas.
Ácido Olivetólico
O ácido olivetólico é um precursor essencial na biossíntese dos fitocanabinoides, sintetizado através da polimerização do hexanoil-CoA com três unidades de malonil-CoA. Este processo é catalisado por enzimas policetídeo sintases, especificamente a policetídeo sintase tipo III (PKS III). Como um componente chave na via biossintética dos fitocanabinoides, o ácido olivetólico fornece a base estrutural necessária para a produção subsequente desses compostos.²
A estrutura do ácido olivetólico, com seus anéis aromáticos e grupos funcionais específicos, é fundamental para a atividade biológica dos fitocanabinoides. Essa configuração permite que o ácido olivetólico participe de reações subsequentes, como a combinação com o geranil difosfato (GPP), formando o canabigerol (CBG), que é precursor de muitos outros fitocanabinoides.
As enzimas policetídeo sintases, particularmente a PKS III, desempenham um papel crucial na síntese do ácido olivetólico. Elas catalisam a união dos substratos iniciais e a formação da estrutura molecular correta. A precisão e eficiência dessas enzimas são fundamentais para garantir a produção adequada dos precursores dos fitocanabinoides.
A compreensão detalhada do processo de síntese do ácido olivetólico exemplifica a complexidade e a eficiência da biossíntese policetídica. Este conhecimento permite manipulações biotecnológicas para otimizar a produção de fitocanabinoides específicos, oferecendo significativas aplicações terapêuticas e industriais.
Geranil Difosfato
O geranil difosfato (GPP) é um composto chave na biossíntese de terpenoides e fitocanabinoides na planta de cannabis, sendo gerado pela via do mevalonato, um caminho metabólico essencial. O GPP é formado pela via do mevalonato a partir de precursores como o isopentenil difosfato (IPP) e dimetilalil difosfato (DMAPP). Com seus 10 átomos de carbono e estrutura bifosfato, o GPP fornece a energia necessária para reações que formam ligações entre carbonos em compostos subsequentes.
Essa unidade isoprenoide é fundamental para a síntese de diversos terpenoides e fitocanabinoides, incluindo o canabigerol (CBG), que é formado quando o GPP se combina com o ácido olivetólico. Esses compostos contribuem para o perfil aromático e medicinal da cannabis. Compreender o papel do GPP na biossíntese dos fitocanabinoides abre caminho para manipulações genéticas e bioquímicas. Isso pode aumentar a produção de compostos específicos com propriedades terapêuticas desejáveis, promovendo avanços na biotecnologia e no desenvolvimento de novos medicamentos.
O GPP desempenha um papel essencial na formação de fitocanabinoides, iniciando a produção de compostos medicinais importantes na planta de cannabis. O estudo e a otimização dessas vias metabólicas oferecem oportunidades significativas para o avanço da medicina e da pesquisa farmacêutica.
Ácido Canabigerólico
O ácido canabigerólico (CBGA) é um composto chave na biossíntese de fitocanabinoides na planta cannabis. Ele é frequentemente referido como o “precursor mãe” dos principais fitocanabinoides, incluindo THC, CBD e CBC. A importância do CBGA na biologia da planta e na produção de compostos medicinais é significativa.
O CBGA é formado a partir da condensação de dois precursores: o ácido olivetólico e o geranil difosfato (GPP). Esta reação é catalisada pela enzima geranil pirofosfato olivetolato geraniltransferase (GOT), resultando na produção do CBGA. Este processo é fundamental na via metabólica dos fitocanabinoides, fornecendo a base estrutural para a formação dos diversos canabinoides.³
O canabigerol (CBG) é a forma neutra do CBGA, que resulta da descarboxilação do CBGA, um processo que ocorre naturalmente quando a planta seca ou é aquecida. A descarboxilação envolve a remoção de um grupo carboxila (COOH) do CBGA, transformando-o em CBG. O CBG, embora presente em menores quantidades na planta madura, é um composto não psicotrópico com várias propriedades terapêuticas, incluindo efeitos anti-inflamatórios, analgésicos e antibacterianos.
THCA Sintase e CBDA Sintase
A biossíntese dos fitocanabinoides na planta de cannabis é um processo complexo que envolve enzimas específicas, como a THCA sintase e a CBDA sintase, responsáveis pela diversificação desses compostos bioativos.
A THCA sintase desempenha um papel fundamental na síntese do ácido tetrahidrocanabinólico (THCA), que é o precursor do THC (Δ⁹-tetrahidrocanabinol), o principal componente psicotrópico da cannabis. Essa enzima catalisa a oxidação do CBG, convertendo-o em THCA. Posteriormente, o THCA é descarboxilado durante o processo de secagem e aquecimento (por exemplo, ao aquecer a cannabis) para formar THC, que possui efeitos psicotrópicos.4
A CBDA sintase converte o CBG em ácido canabidiólico (CBDA), um precursor do canabidiol (CBD). O CBDA é conhecido por suas propriedades terapêuticas não psicotrópicas e pode ser convertido em CBD através da descarboxilação, um processo que ocorre naturalmente durante o aquecimento ou é induzido por métodos de processamento.3
A especificidade das THCA sintase e CBDA sintase é determinada pela estrutura tridimensional de seus sítios ativos. Essa estrutura permite que essas enzimas catalisem de maneira precisa e eficiente a conversão do CBG em THCA e CBDA, respectivamente. A regulação e a atividade dessas enzimas desempenham um papel crucial na composição química final da planta de cannabis, influenciando nas suas propriedades terapêuticas.
Conclusão
Os precursores, que foram apresentados anteriormente, desempenham um papel central na produção de fitocanabinoides, servindo como blocos de construção iniciais desses compostos. A variabilidade na produção de fitocanabinoides é influenciada por fatores como a expressão genética das enzimas biossintéticas, condições ambientais e disponibilidade de substratos. A compreensão desses processos permite intervenções biotecnológicas para otimizar a produção de fitocanabinoides específicos, potencializando suas aplicações médicas e industriais. Nesse contexto, a WeCann desempenha um papel crucial na integração responsável da cannabis medicinal na prática clínica, contribuindo para a educação médica e capacitando os profissionais médicos a oferecerem terapias baseadas em evidências científicas aos seus pacientes.
Referências
- Fellermeier M, Zenk MH. Prenylation of olivetolate by a hemp transferase yields cannabigerolic acid, the precursor of tetrahydrocannabinol. FEBS Lett. 1998 May 8;427(2):283-5. doi: 10.1016/s0014-5793(98)00450-5. PMID: 9607329.
- Gagne SJ, Stout JM, Liu E, Boubakir Z, Clark SM, Page JE. Identification of olivetolic acid cyclase from Cannabis sativa reveals a unique catalytic route to plant polyketides. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jul 31;109(31):12811-6. doi: 10.1073/pnas.1200330109. Epub 2012 Jul 16. PMID: 22802619; PMCID: PMC3411943.
- Taura F, Sirikantaramas S, Shoyama Y, Yoshikai K, Shoyama Y, Morimoto S. Cannabidiolic-acid synthase, the chemotype-determining enzyme in the fiber-type Cannabis sativa. FEBS Lett. 2007 Jun 26;581(16):2929-34. doi: 10.1016/j.febslet.2007.05.043. Epub 2007 May 25. PMID: 17544411.
- RAMOS, Mariana Fernandes. Técnicas espectroscópicas, cromatográficas e termogravimétricas com uso potencial no processo de rastreabilidade de Cannabis sativa L. 2020. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2020.
- MONTAGNER,Patrícia; DE SALAS-QUIROGA, Adán. Tratado de Medicina Endocanabinoide.1. ed. Wecann Endocannabinoid Global Academy, 2023.
