Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, широко применяемый при лечении различных заболеваний печени.
Традиционно его получают в процессе сложных химических реакций, малоэффективных и опасных для окружающей среды. Авторы «научили» мицелиальный гриб, который может вызывать болезни зерновых культур, синтезировать урсодезоксихолевую кислоту из вещества-предшественника с выходом до 88 процентов. Такой подход упростит и снизит стоимость производства важного с медицинской точки зрения соединения.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале AMB Express. Урсодезоксихолевая кислота — препарат, применяемый в современной медицине для лечения и профилактики хронических воспалительных заболеваний печени, в том числе гепатита и цирроза, а также для растворения камней в желчном пузыре. Кроме того, препарат препятствует развитию рака толстой кишки.
До сих пор урсодезоксихолевая кислота производилась химическим путем в промышленных масштабах, но процесс сложный, экологически опасный и неэффективный — только 30 процентов исходного вещества превращается в нужное соединение. Ученые разрабатывают альтернативные способы получения урсодезоксихолевой кислоты, и наиболее перспективным с этой точки зрения является использование микроорганизмов-продуцентов, способных ее синтезировать.
Ранее биотехнологи из Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина Пущинского научного центра биологических исследований РАН (Пущино) определили наиболее перспективный штамм гриба Gibberella zeae, известный также как Fusarium злаковый, обладающий высокой активностью фермента, необходимого для такой трансформации. Использование данного штамма позволяет получать целевой продукт в одну биотехнологическую стадию с двукратным увеличением выхода по сравнению с химическим синтезом.
В новой работе авторам удалось повысить продуктивность культуры грибов в синтезе урсодезоксихолевой кислоты до 88 процентов. Для этого ученые получили мутантные штаммы с повышенной активностью. Ученые разработали оригинальную методику получения протопластов — клеток грибов, не имеющих клеточной стенки. Активно растущий мицелий, или тело гриба, на подходящей питательной среде обработан специальными ферментами, разрушающими клеточную стенку.
Это было необходимо для последующего УФ-мутагенеза и получения мутантных клонов с большим количеством случайных мутаций, среди которых была бы искомая. В результате эксперимента авторы выделили 27 клонов, три из которых синтезировали на 10-30 процентов больше урсодезоксихолевой кислоты, чем исходные клетки родительского штамма.
— Мы определили оптимальные условия для роста и продукции протопластов грибной культуры Gibberella zeae и их мутагенеза. Это позволило значительно повысить эффективность микробиологического синтеза урсодезоксихолевой кислоты. В дальнейшем мы планируем выявить ген, отвечающий за синтез фермента, катализирующего ключевую реакцию этого процесса. Это позволит изучить его молекулярные механизмы, а также условия, способствующие дальнейшему повышению продуктивности грибной культуры, — говорит Марина Донова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина Пушкинского научного центра биологических исследований РАН.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен