Эффективные биокатализаторы для получения фармакологически активных соединений из природных стеролов

Авторы

  • Е.М. Ноговицина Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • Г.А. Бажутин Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
  • В.В. Гришко Институт технической химии УрО РАН
  • А.А. Елькин Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Е.В. Тарасова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
  • Т.И. Кылосова Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • К.М. Черемных Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН

DOI:

Ключевые слова:

биотрансформация, родококки, иммобилизация, стеролы, в-ситостерол, стигмаст-4-ен-3-он, 5а-холестан-3в-ол, 5а-холестан-3-он, фармакологически активные соединения

Аннотация

С использованием актинобактерий рода Rhodococcus исследован процесс бактериальной трансформации стеролов растительного и животного происхождения с целью получения на их основе фармакологически активных соединений. Установлено, что представители Rhodococcus erythropolis, растущие в присутствии н-гексадекана и пальмитиновой кислоты, эффективно (до 99%) трансформируют β-ситостерол в высокой (2-10 г/л) концентрации с образованием фармакологически активного стигмаст-4-ен-3-она. Исследован процесс биотрансформации 10 г/л β-ситостерола в условиях биореактора. Установлено, что степень образования стигмаст-4-ен-3-она достигает 40% после 22 суток от начала эксперимента. Исследована способность родококков, иммобилизованных на поверхности технической полимерной ткани, к биотрансформации β-ситостерола в условиях фосфатно-щелочного буфера (pH 7). Отобран штамм R. erythropolis ИЭГМ 487, катализирующий в данных условиях наиболее эффективную (50%) трансформацию исходного субстрата в стигмаст-4-ен-3-он. Степень образования целевого продукта зависит от количества единиц носителя с закрепленными бактериями (фрагментов тканиплощадью 1 см2). Проведены сравнительные исследования процесса биотрансформации стеролов с насыщенным углеродным остовом вприсутствии н-гексадекана или глюкозы. Впервые обнаружена способность родококков к окислительной трансформации 5α-холестан-3β-ола собразованием 5α-холестан-3-она. Отобраны штаммы R. erythropolis ИЭГМ 490, ИЭГМ 766, ИЭГМ 1017 и ИЭГМ 1018, проявляющие высокую (87-100%)трансформирующую активность в отношении 5α-холестан-3β-ола независимоот используемого источника углерода.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Пермского края (грант № 14-04-96005)

Биографии авторов

  • Е.М. Ноговицина, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории алканотрофных микроорганизмов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (ИЭГМ УрО РАН)
  • Г.А. Бажутин, Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
    магистр первого года обучения естественнонаучного факультета, Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет (ПГГПУ)
  • В.В. Гришко, Институт технической химии УрО РАН
    кандидат химических наук, заведующая лабораторией биологически активных соединений, Институт технической химии УрО РАН (ИТХ УрО РАН)
  • А.А. Елькин, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории алканотрофных микроорганизмов, ИЭГМ УрО РАН
  • Е.В. Тарасова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории алканотрофных микроорганизмов, ИЭГМ УрО РАН
  • Т.И. Кылосова, Пермский государственный национальный исследовательский университет
    аспирант биологического факультета, Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ)
  • К.М. Черемных, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
    аспирант лаборатории алканотрофных микроорганизмов, ИЭГМ УрО РАН

Библиографические ссылки

  1. Bhatti H.N., Khera R.A. Biological transformations of steroidal compounds: a review // Steroids. - 2012. - Vol. 7. - № 12. - P. 1267-90.
  2. Гришко В.В., Ноговицина Е.М., Ившина И.Б. Оптимизация условий биокаталитического получения стигмаст-4-ен-3-она // Химия природных соединений. - 2012. - № 3. - С. 390-392.
  3. Wang Z., Zhao F., Chen D., Li D. Biotransformation of phytosterol to produce androstadienedione by resting cells of Mycobacterium in cloud point system // Process Biochem. - 2006. - Vol. 41. - № 3. - P. 557-561.
  4. Wilmańska D., Dziadek J., Sajduda A., Milczarek K., Jaworski A., Murooka Y. Identification of cholesterol oxidase from fast-growing mycobacterial strains and Rhodococcus sp. // J. Ferment. Bioeng. - 1995. - Vol. 79. - № 2. - P. 119-124.

Загрузки

Опубликован

2016-12-29

Выпуск

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Ноговицина, Е., Бажутин, Г., Гришко, В., Елькин, А., Тарасова, Е., Кылосова, Т., & Черемных, К. (2016). Эффективные биокатализаторы для получения фармакологически активных соединений из природных стеролов. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 57-62. https://journal.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2016n4p10