Bron: © 2019 Claudius Lenz et al
Waarom paddo’s blauw worden als ze worden doorgesneden, was een chemisch raadsel
Waarom worden paddo’s blauw als ze worden doorgesneden? Chemici hebben dit tien jaar oude mysterie nu ontrafeld en daarbij onthuld dat de donkerblauwe pigmenten in het centrum van het mysterie vergelijkbaar zijn met indigo, de kleurstof die wordt gebruikt om blauwe jeans te produceren.
Toverpaddenstoelen of Psilocybe zijn schimmels die de psychotrope stoffen psilocybine en psilocine produceren. Zij behoren tot verschillende soorten die onmiddellijk een blauwe kleur krijgen wanneer zij worden gesneden of gekneusd. Bij Boletales paddenstoelen zijn geoxideerde gyrocyanine of pulvininezuur de bron van de blauwe kleur. Maar dat is niet het geval in Psilocybe paddestoelen.
Vorig onderzoek had vastgesteld dat de blauwe kleur werd veroorzaakt door geoxideerde psilocybine, maar de aard van het pigment en de biochemische route die het produceert waren onopgehelderd gebleven.
Bron: © 2019 Claudius Lenz et al
Magische paddenstoelen bevatten een aantal psychotrope verbindingen, waaronder psilocybine en psilocine
Dirk Hoffmeister van het Leibniz-instituut voor onderzoek naar natuurproducten en infectiebiologie in Duitsland en zijn team werkten al enkele jaren met Psilocybe cubensis. Ze kweekten de paddenstoelen in hun laboratorium en hadden de mysterieuze blauwreactie al ontelbare keren gezien. ‘We waren gewoon nieuwsgierig en probeerden een fenomeen op te lossen dat al tientallen jaren bekend is,’ zegt Hoffmeister.
Maar toen ze probeerden de blauwe verbinding te extraheren en te zuiveren, faalden ze. Het verbaasde ons en daagde ons uit,’ zegt Hoffmeister. ‘Dit is waar eerdere onderzoekers – zeer getalenteerde mensen – het moesten opgeven, en dat is waar we een stap verder gingen met onconventionele analytische methoden.’
De onderzoekers groeven diep in de analytische gereedschapskist met vloeistofchromatografie-massaspectrometrie, Maldi massaspectrometrie, infraroodspectroscopie, evenals tijdgeresolveerde kernspinresonantiespectroscopie om de verbindingen te observeren terwijl ze zich vormen.
Het pigment, zo blijkt, is niet slechts een enkele verbinding, maar een complex mengsel van gekoppelde psilocybine-oxidatieproducten. De meeste van hen zijn quinoide psilocyl oligomeren – verbindingen die niet lijken op indigo, een diepblauw pigment dat wordt gebruikt om jeans te verven. In beide gevallen is de basis voor de kleur een quinoide,’ zegt hoofdauteur Claudius Lenz van de studie.
Alle zes paddenstoelpigmenten die het team heeft geïdentificeerd, zijn producten van een cascadereactie die begint met psilocybine. Een fosfatase-enzym verwijdert de fosfaatgroep, waardoor het wordt omgezet in psilocybine. Een oxiderende laccase creëert vervolgens psilocylradicalen, die zich combineren om C-5 gekoppelde subeenheden te vormen en vervolgens verder polymeriseren via C-7. ‘Ik denk dat ze prachtig werk hebben geleverd door de cascadereactie te laten zien,’ zegt Jaclyn Winter, die biosynthese van natuurlijke producten in bacteriën en schimmels bestudeert aan de Universiteit van Utah, VS.
Bron: © 2019 Claudius Lenz et al
Voorgesteld reactieschema voor de omzetting van psilocybine in blauwe pigmenten
Wat de blauwe pigmenten precies doen, blijft echter een raadsel. Onze hypothese – en we hebben daar nog geen bewijs voor – is dat het een beschermende rol zou kunnen spelen, als een afweermiddel op verzoek tegen roofdieren,’ zegt Hoffmeister. De verbindingen zouden reactieve zuurstofsoorten kunnen produceren, die giftig zijn voor insecten die aan de paddenstoelen knabbelen. ‘Ik denk dat we veel vervolgstudies gaan zien naar de werkelijke ecologische rol van deze moleculen,’ zegt Winter.
Hoffmeister hoopt dat zijn studie niet alleen anderen inspireert om schimmels vanuit een chemisch perspectief te bestuderen, maar ook de gedachten van mensen over psilocybine verandert. ‘Psilocybine wordt bekeken als deze illegale, recreatieve drug, maar het heeft een fantastisch potentieel als medicijn voor therapieresistente depressie,’ zegt hij.
Winter is het daarmee eens. Er zijn nogal wat groepen die psilocybine bestuderen, vooral omdat het in de VS in verschillende staten is gelegaliseerd en omdat er klinische proeven mee worden gedaan’, zegt ze. Ik denk dat het een enorme impact zal hebben op het gebied.