Ученые разработали новый метод биосинтеза антибиотиков из природных веществ
Метод фторирования природных антибиотиков с помощью биоинженерии для производства новых лекарств, активных против устойчивых бактериальных патогенов, и для дальнейшей разработки антибиотиков разработала команда из Франкфуртского университета им. Гете в сотрудничестве с учеными Мичиганского университета в США, сообщает 3 августа пресс-служба университета им. Гете.
Результаты исследования ученые представили в статье «Хемоферментативный синтез фторированных поликетидов», опубликованной в журнале Nature Chemistry.
В ней авторы отмечают, что использование элемента фтора для модификации активных веществ является важным инструментом в разработке современных лекарств, поскольку фтор может усиливать связь активного вещества с молекулой-мишенью и делать его более доступным для организма, изменяя время, в течение которого активное вещество проводит в организме.
Для получения преимуществ в росте бактерии и грибы часто производят сложные природные соединения. Исследователи решили модифицировать такие вещества путем добавления одного или нескольких атомов фтора с целью разработки из них лекарств.
Так, эритромицин с присоединенным атомом фтора легче усваивается организмом и более эффективен против патогенных микроорганизмов, устойчивых к этому антибиотику.
Однако синтетико-химические методы введения фтора в природные вещества очень сложны. Немецко-американская научная группа во главе с профессорами Мартином Гринингером и Дэвидом Шерманом добилась успеха в использовании биосинтеза бактерий, продуцирующих антибиотики.
В таком процессе атом фтора включается как часть небольшого субстрата во время биологического синтеза антибиотика.
«Мы внедряем фторированную установку в процессе естественного производства, подход, который является одновременно эффективным и элегантным. Это дает нам большую гибкость при размещении фтора в природном веществе — и позволяет нам влиять на его эффективность», — пояснил Гринингер.
Исследователи из Франкфурта ввели в бактериальный белок субъединицу фермента — синтазы жирных кислот, который участвует в биосинтезе жиров и жирных кислот у мышей. Команде удалось интегрировать субъединицу мышиного фермента в соответствующий процесс биосинтеза антибиотика.
«Самое интересное, что с помощью эритромицина мы смогли фторировать представителя гигантского класса веществ, так называемых поликетидов. Известно около 10 000 поликетидов, многие из которых используются в качестве натуральных лекарств — например, в качестве антибиотиков, иммунодепрессантов или лекарств от рака», — рассказал доктор Александр Риттнер.
Это дает новому методу огромный потенциал для химической оптимизации данной группы природных веществ в антибиотиках для преодоления устойчивости к антибиотикам, уточнил доктор.
Профессор Мартин Гринингер сообщил: «Мы уже тестируем антибиотическое действие различных фторированных соединений эритромицина и дополнительных фторированных поликетидов. Мы намерены расширить эту новую технологию, включив в нее дополнительные мотивы фтора в сотрудничестве с проф. Дэвидом Шерманом и его командой из Мичиганского университета в США».
Стартап kez.biosolutions GmbH, который организовал доктор Риттнер, доведет результаты этих исследований до стадии применения, отмечают разработчики.
