X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Образуемые микроорганизмами биологически активные пептиды, при биосинтезе которых формирование пептидной связи происходит без участия рибосом, получили название нерибосомальных, а мультиэнзимные комплексы, осуществляющиеих биосинтез, — нерибосомальных пептидсинтетаз (НРПС).

Этот путь биосинтеза благоприятен для создания многообразия химических структур за счёт включения в биосинтез белковых и небелковых аминокислот, эфирных и тиоэфирных связей вместо амидных, введения модифицирующих фрагментов, образования гибридных систем НРПС с другими белками, образования циклических структур. Преобладает образование циклических структур — циклопептидов и циклодепсипептидов, которые предохраняют пептиды от деградации пептидазами, увеличивают физикохимическую стабильность, в большей степени отвечают конформационным потребностям при взаимодействии с мишенью.

Антибиотики, синтезируемые стрептомицетами.

Стрептомицеты - род бактерий семейства Streptomycetaceae порядка

актиномицетов (Actinomycetales), является самым большим родом семейства. Основными средами обитания являются почва и слои морской воды.

Липопептидные антибиотики.

Даптомицин синтезируется Streptomyces roseosporus fungicidicus.Даптомицин активен в отношении аэробных грамположительных бактерий. In vitro спектр активности даптомицина охватывает большинство клинически значимых грамположительных бактерий. Применяется при осложненной инфекции кожи и мягких тканей.

Антибиотики, не являющиеся липопептидами.

Лейнамицин — макролактам, образуется Streptomyces atroolivaceus. Биосинтез осуществляется мегагибридной синтетазой, гены которой расположены на двух пересекающихся космидах. Для образования структуры необходимы два модуля НРПС и 6 модулей двууглеродных единиц из ПКС. Является противоопухолевым средством, используется для химеотерапии.

Блеомицин – антибиотик, продуцируемый Streptomycesverticillus содержит 10 генов НРПС, кодирующих 9 модулей, и один ген ПКС, кодирующий один модуль ПКС. Является цитостатическим препаратом, показан к применению при раке кожи, пищевода, легкого, шейки матки, щитовидной железы, почки, злокачественных опухолях головы и шеи, саркоме мягких тканей, остеогенной саркоме, лимфогранулематозе.

Софрамицин - синтезируемый Streptomyces lavendulae, относится к тетрагидроизохинолиновомусемейству антибиотиков. Является антибиотиком с сильным бактерицидным действием, особенно в отношении стафилококков, устойчивых к другим антибиотикам, сине-гнойной палочке, группе протея и кишечной палочке.

Актиномицин Сз (актиномицин D) - цитостатический препарат из группы противоопухолевых антибиотиков, образуется Streptomyces chrysomallus при окислительной конденсации двух молекул антраноил-пентапептидил лактона. Ингибирует клеточную пролиферацию путём образования стабильного комплекса с ДНК и нарушения ДНК-зависимого синтеза РНК. Оказывает выраженное иммуносупрессивное действие и является единственным противоопухолевым антибиотиком, нашедшим применение в качестве иммуносупрессивного препарата. Показан при опухоли Вильмса, рабдомиосаркомае, хориокарциномае , метастатической несеминоматозной карциноме яичек, саркоме Капоши, опухоли Юинга, меланомае, гроздевидной саркоме, раке яичника, раке тела матки, иммуносупрессии при аллотрансплантации органов.

Таким образом, значительная часть лекарственных антимикробных препаратов, применяемых в медицинской практике, производится культивированием микроорганизмов, выделенных из природных источников. Эти микроорганизмы в течение длительного времени, измеряемого миллионами лет эволюции, сосуществовали в окружающей конкурентной среде и, следовательно, прошли селекцию на биосинтез антимикробных веществ и образование собственной устойчивости к активным структурам конкурентных микроорганизмов.

Список литературы

Орлова Т.И., Булгакова В.Г., Полин А.Н. Биологически активные нерибосомальные пептиды. Механизм биосинтеза нерибосомальных пептидов // Антибиотики и химиотерапия, 2012. Т. 57. С. 7-8.

Романова Н.Н., Талло Т.Г., Рыбалко И.И., Зык Н.В., Швядас В.К. Биологически активные, выделенные из морских организмов циклические полипептиды с фрагментами производных β-аминокислот // Химия гетероциклических соединений, 2011. - №4. С. 483-512.

Dittmann E., Neilan B.A., Borner T. Molecular biology of peptide and polyketide biosynthesis in cyanobacteria // Applied Microbiology Biotechnology, 2001. V. 57. P. 467-473.

Выражаю благодарность своему научному руководителю д.м.н., профессору Немцевой Наталии Вячеславовне за помощь в подготовке работы.

Код для цитирования: Скопировать