Активные вещества «морских кнутов» синтезированы в лаборатории

Прибыльный бизнес

Сбор и продажа сушеных кораллов — прибыльный бизнес. Они пользуются спросом не только в качестве сувениров. Кораллы содержат различные активные вещества, которые используется в нетрадиционной медицине, косметической и фармацевтической промышленности. Например, «морские кнуты» – кораллы Antillogorgia elisabethae, растущие на рифах Багамских островов, вырабатывают активное вещество, убивающее туберкулезные бактерии со множественной лекарственной устойчивостью. Однако уничтожение коралловых рифов угрожает не только морским обитателям, но и наносит серьезный урон экологии планеты в целом. Подобно деревьям они поглощают и удерживают углекислый газ, избыток которого вызывает парниковый эффект.

Если мы хотим защитить рифы и вместе с тем воспользоваться полезными свойствами кораллов, нужно научиться искусственно синтезировать их биологически активные соединения. Важный шаг в этом направлении сделали специалисты кафедры синтетической биотехнологии Технического университета Мюнхена.^[1] Им впервые удалось создать одно из активных соединений «морского кнута» в лаборатории без необходимости уничтожать этого морского обитателя. Синтезированная ими молекула эрогиоргиена является мощным антибиотиком и предварительные испытания биоактивности показывают, что она подходит для борьбы с возбудителями туберкулеза со множественной лекарственной устойчивостью.

Дорого и «грязно»

Раньше использование этого активного вещества было практически немыслимо: «морской кнут» содержит очень небольшое количество эрогиоргиена и использование его в качестве источника сырья было бы ни финансово, ни экологически нецелесообразно.

В то же время производство этого соединения с помощью обычного химического синтеза являлось слишком дорогостоящим (килограмм активного вещества стоил около 21 тысячи евро) и было связано с токсическими отходами. Однако, используя биотехнологические методы, ученые смогли сделать производство эрогиоргиена более экологически чистым и гораздо более дешевым (производственные затраты на килограмм продукта составляют всего около 9000 евро).

Новый метод синтеза

Новый подход к производству, который разработали немецкие ученые вместе с коллегами из Канады и Австралии, состоит всего из двух этапов. Основную работу выполняют генетически оптимизированные бактерии, которые питаются глицерином, остающимся после производства биодизеля. Эти бактерии генерируют молекулу, которую затем превращают в желаемый активный агент с помощью высокоселективной ферментативной стадии. Это практически безотходное производство, а все вспомогательные продукты можно использовать повторно.

Команда исследователей сейчас работает над биотехнологическим производством другого активного агента кораллов – противовоспалительного соединения псевдоптеропсина. На него возлагают большие надежды: клинические исследования показали, что псевдоптеропсин эффективно подавляет воспаление, поэтому потенциально может использоваться для контроля чрезмерных воспалительных реакций, возникающих при некоторых хронических заболеваниях и вирусных инфекциях, например, Covid-19.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

1. Marion Ringel, Markus Reinbold, Max Hirte, Martina Haack, Claudia Huber, Wolfgang Eisenreich, Mahmoud A. Masri, Gerhard Schenk, Luke W. Guddat, Bernhard Loll, Russell Kerr, Daniel Garbe, Thomas Brück. Towards a sustainable generation of pseudopterosin-type bioactives. Green Chemistry, 2020; DOI: 10.1039/D0GC01697G