antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-475Research ArticleСтатьиМикробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стероловMicrobial Test-System for Screening of Inhibitors of Sterol BiosynthesisТренинА. С.TreninA. S.noemail@neicon.ruФГБУ «НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе» РАМНРоссияG.F. Gause Institute of New Antibiotics, Russian Academy of Medical SciencesRussian Federation201313052020583-439Copyright © ООО «Издательство ОКИ», 20202020ООО «Издательство ОКИ»ООО «Издательство ОКИ»https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/475

Предлагается новая экономичная высокоэффективная микробная тест-система, позволяющая осуществлять поиск ингибиторов биосинтеза стеролов. Система основана на культивировании гриба Acremonium fusidioides (по прежней классификации Fusidium coccineum), образующего фузидиевую кислоту (фузидин) - антибиотик стероидной структуры. Значительное сходство в биосинтезе фузидиевой кислоты в организме гриба-продуцента и холестерина в организме человека, совпадение их начальных этапов вплоть до стадии формирования сквалена позволяет с успехом применять A.fusidioides для оценки микробных вторичных метаболитов - потенциальных ингибиторов биосинтеза холестерина. Ингибиторы биосинтеза стеролов в тесте с культурой A.fusidioides выявляются как соединения, резко снижающие продукцию фузидина при отсутствии заметного влияния на рост продуцента. Мевалоновая кислота - один из ключевых интермедиатов биосинтеза стеролов - может с успехом применяться для снятия ингибирующего действия ряда микробных метаболитов. Тест с A.fusidioides легко поддается механизации благодаря миниатюризации микробиологических процессов, выращиванию культуры в стерильных 6-, 24- и 96-луночных планшетах и использованию автоматических микропипеток, его результаты хорошо согласуются с оценкой ингибирующего действия метаболитов в тестах с клетками человека (культура клеток гепатобластомы G2). Указанная тест-ситема пригодна для работы с грубо очищенными экстрактами культуральной жидкости микроорганизмов-продуцентов и может быть применена на начальных этапах поиска.

New effective economic microbial test-system for screening of microbial metabolites, that are inhibitors of sterol biosynthesis, is proposed. It is based on cultivation of fungal strain Acremonium fusidioides (former Fusidium coccineum), that produces fusidic acid (fusidin) that is antibiotic of steroid structure. Great similarity of fusidic acid biosynthesis in fungous strain and cholesterol biosynthesis in human organism, coincidence of their initial steps till squalene formation, allows use A. fusidioides as a model for estimation of microbial secondary metabolites that are potential inhibitors of sterol biosynthesis. Such inhibitors in A.fusidioides model are revealed as compounds that strongly reduce fusidin production without any visible influence on fungus growth. Mevalonate that is one of the crucial intermediates of sterol biosynthesis could be successfully applied for removal of inhibition induced by some microbial metabolites. A.fusidioides test-system can be easily mechanized because of miniaturization of microbiological procedures, cultivation in 6-, 24-, or 96-well plates and usage of automatic micropipettes and dispensers. The results of this model are well correlated with the ones obtained with human cells (Hep G2 test-system, offered earlier). A.fusidioides test-system can be applied at rather early stages of screening procedures and is quite effective for testing of crude extracts of producers' culture liquid.

ингибиторы биосинтеза стероловвторичный микробный метаболизммикробные модели поискахолестеринмевалоновая кислотафузидиевая кислотаГМГ-КоА редуктазаминиатюризациямеханизация микробиологических процессовinhibitors of sterol biosynthesismicrobial secondary metabolitesmicrobial models for screening of new antibioticscholesterolmevalonatefusidinHMG-CoA reductasecrude extracts of culture liquidminiaturizationmechanization of microbial processesReferencesТренин А.С., Катруха Г.С. Антибиотики - ингибиторы биосинтеза холестерина. Хим. фарм. журн. 1997; 31: 9: 5-16.Тренин А.С., Катруха Г.С. Антибиотики - ингибиторы биосинтеза холестерина. Хим. фарм. журн. 1997; 31: 9: 5-16.Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикл. биохим. микробиол. 1998; 34: 2: 131-138.Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикл. биохим. микробиол. 1998; 34: 2: 131-138.Trapani L., Segatto M., Pallottini V. Regulation and deregulation of cholesterol homeostasis: The liver as a metabolic «power station». World J Hepatol 2012; 4: 6: 184-190.Trapani L., Segatto M., Pallottini V. Regulation and deregulation of cholesterol homeostasis: The liver as a metabolic «power station». World J Hepatol 2012; 4: 6: 184-190.Hindler K., Cleeland C.S., Rivera E., Collard C.D. The role of statins in cancer therapy. Oncologist 2006; 11: 3: 306-315.Hindler K., Cleeland C.S., Rivera E., Collard C.D. The role of statins in cancer therapy. Oncologist 2006; 11: 3: 306-315.Garcia-Ruiz C., Morales A., Fernandez-Checa J.C. Statins and protein prenylation in cancer cell biology and therapy. Anticancer Agents Med Chem 2012; 12: 4: 303-315.Garcia-Ruiz C., Morales A., Fernandez-Checa J.C. Statins and protein prenylation in cancer cell biology and therapy. Anticancer Agents Med Chem 2012; 12: 4: 303-315.Charlton-Menys V., Durrington P.N. Squalene synthase inhibitors : clinical pharmacology and cholesterol-lowering potential. Drugs 2007; 67: 1: 11-16.Charlton-Menys V., Durrington P.N. Squalene synthase inhibitors : clinical pharmacology and cholesterol-lowering potential. Drugs 2007; 67: 1: 11-16.Seiki S., Frishman W.H. Pharmacologic inhibition of squalene synthase and other downstream enzymes of the cholesterol synthesis pathway: a new therapeutic approach to treatment of hypercholesterolemia. Cardiol Rev 2009; 17: 2: 70-76.Seiki S., Frishman W.H. Pharmacologic inhibition of squalene synthase and other downstream enzymes of the cholesterol synthesis pathway: a new therapeutic approach to treatment of hypercholesterolemia. Cardiol Rev 2009; 17: 2: 70-76.Chugh A., Ray A., Gupta J.B. Squalene epoxidase as hypocholesterolemic drug target revisited. Prog Lipid Res 2003; 42: 1: 37-50.Chugh A., Ray A., Gupta J.B. Squalene epoxidase as hypocholesterolemic drug target revisited. Prog Lipid Res 2003; 42: 1: 37-50.Belter A., Skupinska M., Giel-Pietraszuk M. et al. Squalene monooxygenase - a target for hypercholesterolemic therapy. Biol Chem 2011; 392: 12: 1053-1075.Belter A., Skupinska M., Giel-Pietraszuk M. et al. Squalene monooxygenase - a target for hypercholesterolemic therapy. Biol Chem 2011; 392: 12: 1053-1075.Vicente M.F., Basilio A., Cabello A., Peláez F. Microbial natural products as a source of antifungals. Clin Microbiol Infect 2003; 9: 1: 15-32.Vicente M.F., Basilio A., Cabello A., Peláez F. Microbial natural products as a source of antifungals. Clin Microbiol Infect 2003; 9: 1: 15-32.Espinel-Ingroff A. Novel antifungal agents, targets or therapeutic strategies for the treatment of invasive fungal diseases: a review of the literature (2005-2009). Rev Iberoam Micol 2009; 26: 1: 15-22.Espinel-Ingroff A. Novel antifungal agents, targets or therapeutic strategies for the treatment of invasive fungal diseases: a review of the literature (2005-2009). Rev Iberoam Micol 2009; 26: 1: 15-22.Kathiravan M.K., Salake A.B., Chothe A.S. et al. The biology and chemistry of antifungal agents: a review. Bioorg Med Chem 2012; 20: 19: 5678-5698.Kathiravan M.K., Salake A.B., Chothe A.S. et al. The biology and chemistry of antifungal agents: a review. Bioorg Med Chem 2012; 20: 19: 5678-5698.Hatori H., Sato B., Sato I. et al. FR901512, a novel HMG-CoA reductase inhibitor produced by an agonomycetous fungus No. 14919. II. Taxonomy of the producing organism, fermentation, isolation and physico-chemical properties. J Antibiot (Tokyo) 2004; 57: 4: 264-270.Hatori H., Sato B., Sato I. et al. FR901512, a novel HMG-CoA reductase inhibitor produced by an agonomycetous fungus No. 14919. II. Taxonomy of the producing organism, fermentation, isolation and physico-chemical properties. J Antibiot (Tokyo) 2004; 57: 4: 264-270.Hatori H., Shibata T., Tsurumi Y. et al. FR171456, a novel cholesterol synthesis inhibitor produced by Sporormiella minima No. 15604. I. Taxonomy, fermentation, isolation, physico-chemical properties. J Antibiot (Tokyo) 2004; 57: 4: 253-259.Hatori H., Shibata T., Tsurumi Y. et al. FR171456, a novel cholesterol synthesis inhibitor produced by Sporormiella minima No. 15604. I. Taxonomy, fermentation, isolation, physico-chemical properties. J Antibiot (Tokyo) 2004; 57: 4: 253-259.Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Antibiotic discovery in the twenty-first century: current trends and future perspectives. J Antibiot (Tokyo) 2010; 63: 8: 423-430.Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Antibiotic discovery in the twenty-first century: current trends and future perspectives. J Antibiot (Tokyo) 2010; 63: 8: 423-430.Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Sources of novel antibiotics - aside the common roads. Appl Microbiol Biotechnol 2010; 88: 6: 1261-1267.Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Sources of novel antibiotics - aside the common roads. Appl Microbiol Biotechnol 2010; 88: 6: 1261-1267.Тренин А.С., Терехова Л.П., Толстых И.В. и др. Отбор микробных вторичных метаболитов - ингибиторов биосинтеза холестерина с помощью культуры клеток гепатобластомы G2. Антибиотики и химиотер. 2003; 48: 1: 3-8.Тренин А.С., Терехова Л.П., Толстых И.В. и др. Отбор микробных вторичных метаболитов - ингибиторов биосинтеза холестерина с помощью культуры клеток гепатобластомы G2. Антибиотики и химиотер. 2003; 48: 1: 3-8.Trenin A.S. Microbial test system for screening of secondary metabolites inhibiting cholesterol biosynthesis. International Conference on Microbial Secondary Metabolism, 5-8 Oct. 1994. Interlaken, 1994; Abstr. P. 4.Trenin A.S. Microbial test system for screening of secondary metabolites inhibiting cholesterol biosynthesis. International Conference on Microbial Secondary Metabolism, 5-8 Oct. 1994. Interlaken, 1994; Abstr. P. 4.Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель актиномицетов. М.: 1983; 245.Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель актиномицетов. М.: 1983; 245.Waksman S.A. The actinomycetes. Classification, identification and descriptions of genera and species. Vol. 2. Baltimore, The Williams and Wilkins Co. 1961. - 363 p.Waksman S.A. The actinomycetes. Classification, identification and descriptions of genera and species. Vol. 2. Baltimore, The Williams and Wilkins Co. 1961. - 363 p.Латини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М.: 1985; 272.Латини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М.: 1985; 272.Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th edition: International Version. - New York: W.H. Freeman and Company, 2002; 1100.Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th edition: International Version. - New York: W.H. Freeman and Company, 2002; 1100.Bellamine A., Mangla A.T., Dennis A.L. et al. Structural requirements for substrate recognition of Mycobacterium tuberculosis 14α-demethylase: implications for sterol biosynthesis. J of Lipid Research. 2001; 42: 128-136.Bellamine A., Mangla A.T., Dennis A.L. et al. Structural requirements for substrate recognition of Mycobacterium tuberculosis 14α-demethylase: implications for sterol biosynthesis. J of Lipid Research. 2001; 42: 128-136.Mitsuguchi H., Seshime Y., Fujii I. et al. Biosynthesis of Steroidal Antibiotic Fusidanes: Functional Analysis of Oxidosqualene Cyclase and Subsequent Tailoring Enzymes from Aspergillus fumigates. J Am Chem Soc 2009; 131: 18: 6402-6411.Mitsuguchi H., Seshime Y., Fujii I. et al. Biosynthesis of Steroidal Antibiotic Fusidanes: Functional Analysis of Oxidosqualene Cyclase and Subsequent Tailoring Enzymes from Aspergillus fumigates. J Am Chem Soc 2009; 131: 18: 6402-6411.Терехова Л.П., Тренин А.С., Озерская С.М. и др. Образование аскофуранона культурой гриба Paecilomyces variotii Bainier 199. Микробиология 1997; 66: 5: 611-615.Терехова Л.П., Тренин А.С., Озерская С.М. и др. Образование аскофуранона культурой гриба Paecilomyces variotii Bainier 199. Микробиология 1997; 66: 5: 611-615.Катруха Г.С., Толстых И.В., Жухлистова H.Е. и др. Потенциальные средства лечения и профилактики атеросклероза на основе вторичных микробных метаболитов. Тез. докл. 1 Всеросс. конференции по проблемам атеросклероза, 8-9 июня 1999 г., М.: М., 1999; 151-152.Катруха Г.С., Толстых И.В., Жухлистова H.Е. и др. Потенциальные средства лечения и профилактики атеросклероза на основе вторичных микробных метаболитов. Тез. докл. 1 Всеросс. конференции по проблемам атеросклероза, 8-9 июня 1999 г., М.: М., 1999; 151-152.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.