Химико-ферментативный синтез биологически активных соединений на основе бетулина
DOI:
Ключевые слова:
бетулин, актинобактерии, Rhodococcus, субстрат-клеточные взаимодействия, биологически активные соединенияАннотация
Биотрансформация полициклических терпеноидов с использованием микроорганизмов - эффективный способ одностадийного получения биологически активных соединений с высокой степенью регио- и стереоселективности. В предыдущих исследованиях нами показана возможность направленной трансформации бетулина актинобактериями рода Rhodococcus с образованием фармакологически значимого бетулона. В данной работе с целью повышения эффективности процесса бактериальной трансформации бетулина исследованы особенности взаимодействия родококков с гидрофобным тритерпеновым субстратом, возможные пути транспорта бетулина в бактериальную клетку и локализация ферментов, катализирующих окисление бетулина. Углубленное изучение процесса взаимодействия родококков с бетулином проведено с использованием комбинированной системы сканирующей зондовой микроскопии. Исследовано влияние бетулина на жирнокислотный состав, а также морфометрические и морфофункциональные характеристики родококков. Предложен общий алгоритм процесса взаимодействия бактериальных клеток с бетулином. На основе бетулона, полученного биотехнологическим путем, синтезированы новые тритерпеновые производные с выраженной противоопухолевой активностью.
Библиографические ссылки
- Alakurtti S., Mäkelä T., Koskimies S., Yli-Kauhaluoma J. Pharmacological properties of the ubiquitous natural product betulin // Eur. J. Pharm. Sci. - 2006. - Vol. 29. - № 1. - P. 1-13.
- Santos R.C., Salvador J.A.R., Marín S., Cascante M. Novel semisynthetic derivatives of betulin and betulinic acid with cytotoxic activity // Bioorgan. Med. Chem. - 2009. - Vol. 17. - № 17. - P. 6241-6250.
- Tolstikov G.A., Flekhter O.B., Shultz E.E., Baltina L.A., Tolstikov A.G. Betulin and its derivatives. Chemistry and biological activity // Chem. Sustain. Devel. - 2005. - Vol. 13. - P. 1-29.
- Parra A., Rivas F., Garcia-Granados A., Martinez A. Microbial transformation of triterpenoids // Mini- Rev. Org. Chem. - 2009. - Vol. 6. - № 4. - P. 307-320.
- Muffler K., Leipold D., Scheller M.-C., Haas C., Steingroewer J., Bley T., Neuhaus H.E., Mirata M.A., Schrader J., Ulbera R. Biotransformation of triterpenes // Process Biochem. - 2011. - Vol. 46. - № 1. - P. 1-15.
- Grishko V.V., Tarasova E.V., Ivshina I.B. Biotransformation of betulin to betulone by growing and resting cells of Rhodococcus rhodochrous IEGM 66 // Process Biochem. - 2013. - Vol. 48. - № 11. - P. 1640-1644.
- Grishko V.V., Nazarov A.V., Tolmacheva I.A., Tarasova E.V., Ivshina I.B. Chemical conversions of betulone produced by biotransformation // Chem. Nat. Compd. - 2014. - Vol. 50. - № 5. - P. 857-861.
- Kim J.Y., Koo H.M., Kim D.S. Development of C-20 modified betulinic acid derivatives as antitumor agents // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2001. - Vol. 11. - № 17. - P. 2405-2408.
- Pen Y., Zhang Z.J., Morales-García A.L., Mears M., Tarmey D.S., Edyvean R.G., Banwart S.A., Geoghegan M. Effect of extracellular polymeric substances on the mechanical properties of Rhodococcus // Biochim. Biophys. Acta. - 2015. - Vol. 1848. - № 2. - P. 518-526.