🌿 Природные соединения — одни из самых многообещающих кандидатов для создания новых лекарств. Однако их сложная химическая структура часто затрудняет их использование.
🔬 Команда под руководством Тобиаса Гульдера из HIPS разработала новые стратегии синтеза полициклических тетраматных макролактамов (PoTeMs) — группы биоактивных природных соединений. Учёные объединили методы химического синтеза, ферментативного катализа и генной инженерии.
📊 Новые подходы не только позволяют производить PoTeMs в больших количествах, но и модифицировать их структуру для улучшения фармацевтических свойств 💊. Результаты опубликованы в журналах Biotechnology and Bioengineering, Microbial Cell Factories и Angewandte Chemie International Edition.
🦠 Бактерии за годы эволюции научились выживать в экстремальных условиях, поэтому их природные соединения обладают широчайшим спектром активности. Например, PoTeMs (первый представитель — открытый в 1972 году икаругамицин) эффективны против бактерий и простейших!
🚫 Но до сих пор их применение в медицине тормозилось сложным и дорогостоящим синтезом 💸.
📑 В трёх статьях команда Гульдера решила эту проблему:
1️⃣ Биотехнологическое производство: оптимизирован процесс получения икаругамицина в больших масштабах.
2️⃣ Генетический «Plug-and-Play»: система для модификации структуры PoTeMs путём введения атомов кислорода.
3️⃣ Химико-ферментативный подход: впервые изменено ядро молекулы PoTeMs для усиления их свойств.
🗣️ «Синтез икаругамицина в бактериях делится на два этапа», — объясняет Себастьян Шулер, участник всех трёх исследований. — «Сначала ферментный комплекс IkaA создаёт предшественник, который затем превращается в икаругамицин циклазами IkaBC».
✨ Учёные обнаружили, что IkaBC могут работать не только с природными предшественниками, но и с синтетическими аналогами. Это позволило создать гомо-икаругамицин — ранее неизвестный PoTeM с удлинённой углеродной цепью.
🧬 «Мы модифицировали IkaA, чтобы он использовал аминокислоту лизин вместо орнитина. Теперь бактерии сами производят нужный предшественник, превращая его в гомо-икаругамицин», — говорит Гульдер. Такой подход дешевле и экологичнее химического синтеза 🌱.
🚀 В будущем технологии можно комбинировать с другими циклазами для получения новых PoTeMs. Главная цель — превратить эти молекулы в препараты для борьбы с инфекциями 🦠💊.
Материал предоставлен Объединением имени Гельмгольца.