U studiji koja krasi naslovnicu prosinačkog izdanja časopisa dr. Vianello i suradnici, nakon nekoliko desetljeća istraživanja, po prvi puta rasvjetljuju točan mehanizam djelovanja enzima monoaminoksidaze koji je ključan za regulaciju količine molekula neurotransmitera u mozgu, što je u direktnoj vezi s postupcima liječenja neurodegenerativnih bolesti poput Parkinsonove i Alzheimerove bolesti te raznih oblika depresije.

Monoaminoksidaza (MAO) spada u skupinu flavoenzima koji se pojavljuje u dva različita oblika MAO–A i MAO–B. Glavna funkcija ovog enzima je razgradnja i reguliranje stanične koncentracije mnogih izuzetno važnih biogenih amina poput neurotransmitera dopamina, histamina, serotonina i adrenalina kojima mozak odašilje podražaje i informacije u sve dijelove tijela.

Upravo je nedovoljna količina molekula neurotransmitera u dijelu mozga odgovornom za voljnu kontrolu pokreta identificirana kao glavni uzrok nastanka mnogih progresivnih psihičkih oboljenja poput Parkinsonove bolesti i raznih oblika depresije pa se, stoga, onemogućavanje djelovanja MAO enzima u svrhu očuvanja količine neurotransmitera, koristi kao primarni farmakološki pristup u borbi protiv navedenih poremećaja.

Ipak, unatoč nekoliko desetljeća vrlo predanih kristalografskih, spektroskopskih i kinetičkih istraživanja točni mehanizmi katalitičke aktivnosti ili inhibicije MAO enzima još uvijek nisu poznati, što su bitni preduvjeti razvoja novih i efikasnijih lijekova. Navedeno je prijeko potrebno zbog sve većeg broja oboljelih u svijetu te zbog činjenice da postojeći tretmani, uz mnoge popratne nuspojave, isključivo ublažuju simptome, a još uvijek ne liječe uzrok ili ostvaruju potpuno izlječenje od spomenutih bolesti.

Graphical Abstract

U ovom radu kvantno-kemijskim računima predložen je potpuno novi mehanizam kojim MAO prevodi amine u odgovarajuće imine, a koji je u skladu sa svim eksperimentalno dostupnim spoznajama. Istodobno, suprotno uvriježenim mišljenjima u literaturi, uvjerljivo je pokazano da se spomenuta reakcija odvija u dva koraka te su podastrijeti dokazi protiv svih do sada prihvaćenih tradicionalnih mehanizama. To su važne spoznaje koje će pomoći razvoju novih antidepresiva i antiparkinsonika te voditi ka rasvjetljivanju načina djelovanja mnogih drugih flavoenzima, za koje se smatra da su grupa enzima odgovorna za sve oblike neurodegeneracije u ljudskom organizmu.

Zbog šireg značaja ovih rezultata, uredništvo časopisa EJOC odabralo je spomenuti rad za ilustraciju na naslovnici prosinačkog broja. Naslovnica prikazuje shemu odlučujućeg prvog koraka metabolizma dopamina kataliziranog od strane MAO enzima. Enzim koristi flavin-adenin-dinukleotid (FAD) kofaktor za obavljanje svoje katalitičke aktivnosti, putem kojeg otkida vodik sa α-pozicije supstrata i započinje razgradnju dopamina. Tijekom godina, došlo je do oštre rasprave u literaturi da li se vodik prenosi kao proton, radikal ili hidridni anion. Rad dr. Vianella donosi značajan dokaz u korist hidridnog mehanizma.

Časopis European Journal of Organic Chemistry jedan je od vodećih europskih časopisa u području organske kemije, čiji ga faktor utjecaja 3.329 svrstava među 25% najkvalitetnijih časopisa u ovom području u svijetu.