Микробная модель Halobacterium salinarum для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов

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.

ингибиторы биосинтеза стеролов, противоопухолевые антибиотики, микробные модели поиска, мевалоновая кислота, ГМГ-КоА редуктаза, ловастатин, миниатюризация, механизация микробиологических процессов

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

2. Тренин А.С. Вторичные метаболиты грибов - ингибиторы биосинтеза стеролов. Прикладная биохимия и микробиология 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. 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.

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

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

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

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

12. 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.

13. Тренин А.С. Микробная тест-система для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов. Антибиотики и химиотер. 2013; 58: ?:.?-?.

14. Ventosa A., Nieto J.J., Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiol Mol Biol Rev 1998; 62: 2: 504-544.

15. Soppa J. From genomes to function: Haloarchaea as model organisms. Microbiology 2006; 152: 3: 585-590.

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

17. 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.

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

19. Waksman S.A. The Actinomycetes. Classification, Identification and Descriptions of Genera and Species. Vol. 2. The Williams and Wilkins Co, Baltimore. 1961; 363 pp.

20. 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.

21. Lancini G., Parenti F., Gallo G.G. Antibiotics - a multidisciplinary approach. Plenum Press, New York. 1995; 278.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. 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.

28. 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.