antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-485Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSМикробная модель Halobacterium salinarum для поиска ингибиторов биосинтеза стероловMicrobial model of Halobacterium salinarum for screening 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 Federation201313052020585-6310Copyright © 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/485

Предлагается простая высокоэффективная микробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов (ИБС). Она основана на использовании галофильной бактериальной культуры Halobacterium salinarum (по прежней классификации Halobacterium halobium), обладающей мевалонатным путём биосинтеза стеролов и значительным сходством их биосинтеза с образованием холестерина в организме человека. ИБС в модели H.salinarum выявляются как соединения, подавляющие рост тест-культуры. Внесение мевалоновой кислоты - одного из ключевых интермедиатов биосинтеза стеролов, снимает ингибирующее действие многих микробных метаболитов и, таким образом, служит доказательством их влияния на ранние этапы биосинтеза стеролов, включая этап работы ГМГ-КоА редуктазы. Тест с H.salinarum разработан в виде микрометода, легко поддается механизации благодаря миниатюризации микробиологических процессов, выращиванию культуры в стерильных 96-луночных планшетах и использованию автоматических микропипеток. Описываемая тест-ситема пригодна для работы с грубоочищенными экстрактами культуральной жидкости микроорганизмов-продуцентов и может быть с успехом применена на начальных этапах поиска. Показана возможность применения теста H.salinarum для поиска противоопухолевых антибиотиков.

A highly effective and simple microbial test system for screening inhibitors of sterol biosynthesis (ISB) is described. The system is based on cultivation of the bacterial strain Halobacterium salinarum (former Halobacterium halobium), that possesses mevalonate pathway of sterol biosynthesis and is much similar in the biosynthesis to cholesterol formation in humans. In the H.salinarum test system the ISB were found as compounds that inhibited the test culture growth. Mevalonate which is one of the crucial intermediates of sterol biosynthesis dismissed the inhibitory effect of many microbial metabolites thus being evident of their action at the early stages of the sterol biosynthesis, including the HMG-CoA reductase stage. The H.salinarum test system was developed as a micromethod and could be easily mechanized by miniaturization of the microbiological procedures, cultivation in sterile 96-well plates and using automatic micropipettes and dispensers. The H.salinarum test system was effective in testing crude extracts of the culture broths and advantageous at early stage of screening. The use of the H.salinarum test system was shown possible for screening antitumor antibiotics.

ингибиторы биосинтеза стероловпротивоопухолевые антибиотикимикробные модели поискамевалоновая кислотаГМГ-КоА редуктазаловастатинминиатюризациямеханизация микробиологических процессовarchaeainhibitors of sterol biosynthesisantitumor antibioticsarchaeamicrobial models for screeningmevalonateHMG-CoA reductaselovastatinminiaturizationmechanization of microbial processesReferencesТренин А.С., Катруха Г.С. Антибиотики - ингибиторы биосинтеза холестерина. Хим.фарм. ж-л. 1997; 31: 9: 5-16.Тренин А.С., Катруха Г.С. Антибиотики - ингибиторы биосинтеза холестерина. Хим.фарм. ж-л. 1997; 31: 9: 5-16.Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикладная биохимия и микробиология 1998; 34: 2: 131-138.Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикладная биохимия и микробиология 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.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 hypocholes-terolemic drug target revisited. Prog Lipid Res 2003; 42: 1: 37-50.Chugh A., Ray A., Gupta J.B. Squalene epoxidase as hypocholes-terolemic 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.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.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.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.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.Тренин А.С. Микробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов. Антибиотики и химиотер. 2013; 58: ?:.?-?.Тренин А.С. Микробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов. Антибиотики и химиотер. 2013; 58: ?:.?-?.Ventosa A., Nieto J.J., Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiol Mol Biol Rev 1998; 62: 2: 504-544.Ventosa A., Nieto J.J., Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiol Mol Biol Rev 1998; 62: 2: 504-544.Soppa J. From genomes to function: Haloarchaea as model organisms. Microbiology 2006; 152: 3: 585-590.Soppa J. From genomes to function: Haloarchaea as model organisms. Microbiology 2006; 152: 3: 585-590.Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th Edition: International Version. W.H. Freeman and Company, New York. 2002; 1100 pp.Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th Edition: International Version. W.H. Freeman and Company, New York. 2002; 1100 pp.Cabrera J.A., Bolds J., Shields P.E. et al. Isoprenoid synthesis in Halobacterium halobium. Modulation of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme concentration in response to mevalonate availability. J Biol Chem 1986; 261: 8: 3578-3583.Cabrera J.A., Bolds J., Shields P.E. et al. Isoprenoid synthesis in Halobacterium halobium. Modulation of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme concentration in response to mevalonate availability. J Biol Chem 1986; 261: 8: 3578-3583.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. The Williams and Wilkins Co, Baltimore. 1961; 363 pp.Waksman S.A. The Actinomycetes. Classification, Identification and Descriptions of Genera and Species. Vol. 2. The Williams and Wilkins Co, Baltimore. 1961; 363 pp.Fitch M.E., Mangels A.R., Altmann W.A. et al. Microbiological screening of mevalonate-suppressive minor plant constituents. J Agric Food Chem 1989; 37: 687-691.Fitch M.E., Mangels A.R., Altmann W.A. et al. Microbiological screening of mevalonate-suppressive minor plant constituents. J Agric Food Chem 1989; 37: 687-691.Lancini G., Parenti F., Gallo G.G. Antibiotics - a multidisciplinary approach. Plenum Press, New York. 1995; 278.Lancini G., Parenti F., Gallo G.G. Antibiotics - a multidisciplinary approach. Plenum Press, New York. 1995; 278.Sioud M., Baldacci G., Forterre P., de Recondo A.M. Antitumor drugs inhibit the growth of halophilic archaebacteria. Eur J Biochem 1987; 169: 2: 231-236.Sioud M., Baldacci G., Forterre P., de Recondo A.M. Antitumor drugs inhibit the growth of halophilic archaebacteria. Eur J Biochem 1987; 169: 2: 231-236.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.Тренин А.С., Двигун Е.А., Соболева Н.Ю. и др. Антимикробная и гиполипидемическая активность штаммов Lentinus edodes и Ganoderma lucidum. Иммунопатология, аллергология, инфектология. Труды междисципл. микол. форума: Грибные биотехнологии в медицине и промышленности. 2010; 1: 270.Тренин А.С., Двигун Е.А., Соболева Н.Ю. и др. Антимикробная и гиполипидемическая активность штаммов Lentinus edodes и Ganoderma lucidum. Иммунопатология, аллергология, инфектология. Труды междисципл. микол. форума: Грибные биотехнологии в медицине и промышленности. 2010; 1: 270.Терехова Л.П., Галатенко О.А., Тренин А.С. и др. Выделение и изучение антибиотика ИНА-1132 (хлоротрицина), образуемого штаммом Streptomyces baarnensis. Антибиотики и химиотер. 2008; 53: 5-6: 3-7.Терехова Л.П., Галатенко О.А., Тренин А.С. и др. Выделение и изучение антибиотика ИНА-1132 (хлоротрицина), образуемого штаммом Streptomyces baarnensis. Антибиотики и химиотер. 2008; 53: 5-6: 3-7.Shashkov A.S., Tsvetkov D.E., Lapchinskaya O.A. et al. Structure, 1H and 13C NMR spectra, and biological activity of the antibiotic INA-1278 related to irumamycin and produced by the experimental Streptomyces sp. strain No. 1278. Russ Chem Bull, Int Ed 2011; 60: 11: 2412-2417.Shashkov A.S., Tsvetkov D.E., Lapchinskaya O.A. et al. Structure, 1H and 13C NMR spectra, and biological activity of the antibiotic INA-1278 related to irumamycin and produced by the experimental Streptomyces sp. strain No. 1278. Russ Chem Bull, Int Ed 2011; 60: 11: 2412-2417.Тренин А.С., Двигун Е.А., Терехова Л.П. и др. Микробные модели в поиске ингибиторов биосинтеза атеросклероза. Тез. докл. 1 Всеросс. конференции по проблемам атеросклероза. М.: 1999; 167.Тренин А.С., Двигун Е.А., Терехова Л.П. и др. Микробные модели в поиске ингибиторов биосинтеза атеросклероза. Тез. докл. 1 Всеросс. конференции по проблемам атеросклероза. М.: 1999; 167.Trenin A.S., Lapchinskaya O.A., Pogozheva V.V. et al. Antifungal activity of natural compounds produced by mutant strains of Amycolatopsis orientalis subsp. eremomycini and Streptoallefeichus cremeus subsp. tobramycini. Abstr 7th Int. Congress «Biotechnology: State of the Art and Prospects of Development». М.: 2013; 1: 74.Trenin A.S., Lapchinskaya O.A., Pogozheva V.V. et al. Antifungal activity of natural compounds produced by mutant strains of Amycolatopsis orientalis subsp. eremomycini and Streptoallefeichus cremeus subsp. tobramycini. Abstr 7th Int. Congress «Biotechnology: State of the Art and Prospects of Development». М.: 2013; 1: 74.

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