Микробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов

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.

ингибиторы биосинтеза стеролов, вторичный микробный метаболизм, микробные модели поиска, холестерин, мевалоновая кислота, фузидиевая кислота, ГМГ-КоА редуктаза, миниатюризация, механизация микробиологических процессов

1. Тренин А.С., Катруха Г.С. Антибиотики - ингибиторы биосинтеза холестерина. Хим. фарм. журн. 1997; 31: 9: 5-16.

2. Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикл. биохим. микробиол. 1998; 34: 2: 131-138.

3. 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.

4. Hindler K., Cleeland C.S., Rivera E., Collard C.D. The role of statins in cancer therapy. Oncologist 2006; 11: 3: 306-315.

5. 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.

6. Charlton-Menys V., Durrington P.N. Squalene synthase inhibitors : clinical pharmacology and cholesterol-lowering potential. Drugs 2007; 67: 1: 11-16.

7. 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.

8. Chugh A., Ray A., Gupta J.B. Squalene epoxidase as hypocholesterolemic drug target revisited. Prog Lipid Res 2003; 42: 1: 37-50.

9. Belter A., Skupinska M., Giel-Pietraszuk M. et al. Squalene monooxygenase - a target for hypercholesterolemic therapy. Biol Chem 2011; 392: 12: 1053-1075.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Sources of novel antibiotics - aside the common roads. Appl Microbiol Biotechnol 2010; 88: 6: 1261-1267.

17. 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.

18. 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.

19. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель актиномицетов. М.: 1983; 245.

20. Waksman S.A. The actinomycetes. Classification, identification and descriptions of genera and species. Vol. 2. Baltimore, The Williams and Wilkins Co. 1961. - 363 p.

21. Латини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М.: 1985; 272.

22. Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th edition: International Version. - New York: W.H. Freeman and Company, 2002; 1100.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.