CC BY
340
Вторичные метаболиты микроорганизмов — потенциальный резерв фармацевтических препаратов
Т. И. ОРЛОВА, В. Г. БУЛГАКОВА, А. Н. ПОЛИН
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Microbial Secondary Metabolites as Potential Reserve of Pharmaceuticals
T. I. ORLOVA, V. G. BULGAKOVA, A. N. POLIN M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow
В обзоре представлены основные характеристики новых биологически активных вторичных метаболитов. Широкий набор новых молекулярных мишеней применяется для обнаружения новых неантибиотических соединений с различной фармакологической активностью (неинфекционные заболевания). Микроорганизмы представляют собой удивительный источник, поскольку образуют новые соединения с широким спектром биологической активности.
Ключевые слова: вторичные метаболиты микроорганизмов, фармакологическая активность, потенциальные лечебные препараты.
The major characteristics of new bioactive microbial secondary metabolites are summarized in the review. A wide range of new molecular targets are implicated in discovery of new nonantibiotic compounds with some other pharmacological activities (noninfectious diseases). Microorganisms represent fascinating resources due to their production of novel products with broad spectra of bioactivities.
Key words: microbial secondary metabolites, pharmacological activity, potential drugs.
Вторичные метаболиты микроорганизмов — это соединения достаточно невысокого молекулярного веса и поразительно разнообразной химической структуры в зависимости от природы микроорганизма и условий культивирования. В большинстве случаев вторичные метаболиты не обязательны для жизненного цикла самого продуцента.
Интерес к вторичным метаболитам возник в связи с тем, что почти все они обладают теми или иными биологическими активностями, существенно важными для нормального функционирования жизненных циклов человека, животных, растений и других живых существ, хотя их роль в жизни самого продуцента большей частью непонятна [1, 2].
В общих чертах вторичные метаболиты по их биологической активности могут быть подразделены на следующие группы: антибиотики, противоопухолевые, антивирусные и антипаразитарные вещества, иммуномодуляторы, ингибиторы ряда биохимических процессов, вызывающих неинфекционные заболевания.
© Коллектив авторов, 2014
Адрес для корреспонденции: 119899 Москва, Воробьевы горы. МГУ им. М. В. Ломоносова
Большинство вторичных метаболитов выделяют из актиномицетов, микроскопических грибов и базидиомицетов, реже из бактерий.
Особенностью скрининга продуцентов метаболитов с конкретными биохимическими свойствами является необходимость разработки модели мишени, на которую должен действовать искомый метаболит in vitro или in vivo.
В настоящей работе представлены литературные данные, характеризующие биологическую активность микробных вторичных метаболитов, представляющих интерес в качестве потенциальных лечебных препаратов, но не относящихся к собственно антибиотикам. Внимание обращено на вторичные метаболиты, которые могут быть полезными преимущественно для лечения неинфекционных заболеваний.
Современные инструментальные аналитические методы способствуют быстрому и точному установлению химических структур выделенных соединений, что открывает возможности для их модификации.
Материал скомпонован по принципу общности биологической активности. Описанию каждого метаболита предшествует краткое объяснение проблемы, которую в какой-то мере можно решить, используя данный метаболит.
1. Метаболиты с противовоспалительной активностью
1.1. Ингибиторы рецепторов хемокинов
Белки хемокины регулируют развитие лейкоцитов, хемотаксис, перенос через везикулярную и лимфатическую системы. Рецепторы ССЯ2 хе-мокина расположены преимущественно на моноцитах, макрофагах и Т-клетках. Наиболее важный белок хемокинов МСЯ-1 имеет большое сродство к ССЯ2, образуя комплекс МСЯ-1 — ССЯ2, что сопровождается такими воспалительными процессами, как ревматоидный артрит, рассеянный склероз, артросклероз. Нейтрализация ССЯ2 антагонистами рецептора может снизить вероятность возникновения комплекса и, следовательно, воспалительных процессов [3].
Скрининг микроорганизмов — продуцентов таких антагонистов привёл к выделению грибных культур, синтезирующих соответствующие соединения. Ряд штаммов Verticimonosporium dipticus был выделен из почв Аргентины. При ферментации этих культур на предложенных средах образовывалось два класса веществ, предотвращающих образование опухолей суставов грызунов в модельных опытах. Соединения ингибируют образование комплекса ССЯ2 — МСЯ-1, т. е. являются ингибиторами рецептора ССЯ2 [4]. В структурном отношении ингибиторы представлены бис-тио-дикетопиперазинами и цитохалазинами разной степени способности к связыванию.
При ферментации Steganospora 8р. образуются два антивоспалительных ингибитора рецептора СХСЫ0 — высокоиндуцибельного аттрактанта, расположенного на макрофагах и Т-лимфоцитах и играющего важную роль в хронических воспалительных состояниях. Эти ингибиторы — диа-риловые эфиры 3-деметилдигидромалдоксин и дигидромалдоксин сокращают промоторную активность СХСЫ0, индуцированную системой липополисахарид/интерферон-у, в ММ6 клетках, и сокращают белковый синтез аттрактанта и его выделение [5].
1.2. Индукция ранних остеобластических маркёров
Остеобласты синтезируют большую часть внеклеточного матрикса костей в эмбриональном развитии и взрослом состоянии. Разрегулирование этого процесса ведёт к возникновению таких костных болезней, как остеопороз. Остеобласты возникают из стволовых клеток брыжейки, дифференцирующихся в различные клеточные линии: остеобласты, хондроциты, миобласты, адипоци-ты. Стимулируют дифференциацию остеобластов костные морфологические белки, также для остео-бластогенеза важны транскрипционные факторы [3, 6]. Во время дифференциации активируются остеобластичские маркёры: щелочная фосфатаза,
остеопонтин, коллаген, остеокальцин. Малые молекулы могут стимулировать дифференциацию остеобластов [7] и, соответственно, малые молекулы вторичных метаболитов могут быть использованы в качестве терапевтических средств для лечения костных заболеваний.
При ферментации Penicillium verruculosum выделено вещество, идентифицированное как де-калпеновая кислота, состоящая из декалина и те-траеновой кислоты. При действии декалпеновой кислоты на MSC клетки в качестве модели индуцировалась активность раннего маркёра дифференциации — щелочной фосфатазы [8].
Среди вторичных метаболитов обнаружены также ингибиторы активности щелочной фосфатазы — трикоциалиды А и В, продуцентом которых является Trichoderma sp. FKI-5513 [9].
1.3. Ингибиторы деградации гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота (ГК) образуется стволовыми клетками и содержится во внеклеточном матриксе животных тканей. ГК представляет собой полимер, состоящий из повторяющихся ди-сахаридных единиц (3-1,4)-Б-глюкуроновой кислоты и (3-1,3)-М-ацетилглюкозамина. ГК играет ключевую роль в гомеостазе, эмбриональном развитии, заживлении ран, функционирует как структурная молекула в тканях стекловидного тела глаза, как смазка суставов [10, 11], а также для поддержания таких свойств, как упругость и гидратация тканей, создает матрицу, к которой присоединяются белки матрикса, образуя структурные комплексы [12].
Снижение концентрации ГК в межклеточной жидкости сопровождается такими заболеваниями как остеоартроз, ревматоидный артрит, раковые заболевания [11, 12]. Деградация ГК происходит под действием гиалуронидаз — ферментов, присутствующих в различных органах и тканях. В связи с этим ингибиторы гиалуронидазы, предотвращающие разрушение ГК и снижение её концентрации в тканях, полезны в терапии ряда заболеваний [13].
Трансмембранный гликопротеин CD44 является главным поверхностным рецептором ГК клеток различных типов. Свободная ГК связывается с этим рецептором, образуя комплекс, и только в этом комплексе происходит её деградация под действием гиалуронидаз [14, 15].
Вторичные метаболиты микроорганизмов были предложены в качестве ингибиторов образования комплексов CD44-ГК [13]. Скрининг микроорганизмов — продуцентов ингибиторов проводился с использованием мембранной фракции CD44/293 клеток и флуоресцентных конъю-гатов ГК. Из культуральной жидкости гриба Dactrymyces sp. выделено вещество F-19848A, эффективно ингибирующее связывание ГК в ком-
плекс в бесклеточной системе и менее эффективно — в экспериментах с живыми клетками. Ингибитор представляет собой 2,16,20-триокси-н-гек-сакосановую кислоту, ОН-группа которой при С-20 этерифицирована трисахаридом, состоящим из двух остатков ксилозы и одного остатка глюкозы. Один из остатков ксилозы и остаток глюкозы ацилированы уксусной кислотой [12]. Подобные структуры имеют антибиотики глике-нины [16].
Пять компонентов Б-16438 — А, В, Е, Б и О выделены из культуральной жидкости гриба Gloeporus dichrous, вещества оказались эффективными ингибиторами связывания ГК и СБ44. Структуры компонентов подобны структуре антибиотика калопорозида, ингибитора фосфолипазы С; основой структуры является та же коксакоса-новая кислота, но с иными заместителями [10, 11].
Ингибиторы связывания ГК найдены также среди производных пиронов: у-пирон-липедиде-пирон получен при ферментации гриба Neolentinus lepideus ТМС 1102, у-пироновый цикл имеет два заместителя — гидроксиметильную и 1,2-дигидрометильную группы [13]. Есть данные, что 6-гексадеканоат аскорбиновой кислоты также является ингибитором связывания ГК [17].
2. Антисклеротическая активность
2.1. Ингибиторы образования липидных капель в макрофагах
На ранних стадиях атеросклероза макрофаги проникают внутрь артерий, модифицируют ли-попептиды низкой плотности, запасая холесте-рол и жирные кислоты для образования эфира холестерола — холестерина и триглицеридов в цитозольных липидных каплях. Макрофаги превращаются в жировые клетки, ведущие к развитию атеросклероза артериальных стенок. Ингибиторы образования макрофагами липидных капель могут сдерживать прогрессирование атеросклероза [18].
Описано два способа ингибирования образования липидных капель:
а) ингибирование образования ацил-СоА-синтетазы, где ацил — остаток длинноцепочеч-ной карбоновой кислоты;
б) ингибирование реакции образования ацил-СоА-холестерол-трансферазы (АСАТ).
Скрининг микроорганизмов, синтезирующих селективные ингибиторы ацил-СоА-синтетазы, осуществлялся с помощью специально разработанной модели: макрофаги клеток мышей культивировали с липосомами, содержащими фосфа-тидилсерин. Липосомы связывались с соответствующими рецепторами, метаболизиро-вались до липопротеинов низкой плотности в ци-тозоле в виде липидных капель, которые подсчи-
тывались под микроскопом после окраски. Эксперименты проводили без ингибиторов и в присутствии предполагаемых ингибиторов [19].
Из культурального фильтрата Streptomyces sp. SK-1894 выделены триаксины А,В,С и D, представляющие собой 11-углеродные алкенильные цепи с общим триазенольным остатком на конце цепи. Соединения были нетоксичны и ингибиро-вали в различной степени активность ацил-СоА-синтетазы. Для медицины наиболее интересен триаксин С [18—20].
Пентацеселиды А, В и С, продуцируемые Penicillium cecidicola FKI-1, были выделены из куль-туральной среды экстракцией и очищены разными видами хроматографии. Компоненты А и В инги-бируют синтез эфира холестерола в мышиных макрофагах с I50 при концентрациях соответственно 3,65 и 4,7 мкМ без цитотоксичного эффекта. Механизм действия — ингибирование АСАТ [21].
Четыре соединения, названные вертицилида-ми, синтезируются Verticillium sp. FKI-2679. Вещества представляют собой циклодепсипептиды и ингибируют активность АСАТ. При этом вещества в 5-11 раз более активны против изоэнзима АСАТ2, чем против АСАТ1 [22].
Большинство известных микробных ингибиторов АСАТ селективно по отношению к двум изоэнзимам АСАТ2 и АСАТ1 [23].
2.2. Антигиперлипидемические агенты
Гиперлипидимия — главная проблема инсу-линнезависимого диабета. При лечении заболевания используются препараты, мишенью которых являются белки липидного контроля печени и активированные рецепторы адипоцитов.
Для обнаружения новых аналогичных препаратов среди вторичных метаболитов разработан метод скрининга продуцентов антигиперлипидемических соединений. Метод основан на оценке увеличения дифференциации фибробластов мышей в зрелые адипоциты, образующие липидные капли. В результате скрининга выделен штамм Serratia, синтезирующий вешество FR177391, обладающее свойствами антилипидемического агента [24].
Вещество снижало образование липидных капель в адипоцитах; при обработке здоровых мышей этим препаратом увеличивалась активность липопротеин-липазы в крови и жировой ткани, снижалось содержание триглицеридов и возрастало относительное содержание липопротеина высокой плотности. У мышей с устойчивым диабетом под действием FR177391 снижался уровень триглицеридов в крови [25, 26]. Вещество представляет собой хлорсодержащий макроцикличес-кий лактон, а мишенью его действия является фосфатаза 2А.
Методом микробной трансформации и химическим синтезом получен ряд активных и неактивных производных FR177391 [27].
2.3. Ингибитор глюконеогенезиса
Образование глюкозы печенью и поступление её в кровь оценивается как инсулинустойчивый диабет или как инсулин-дефицитный диабет, который можно регулировать снижением биосинтеза глюкозы печенью с помощью специфических ингибиторов.
При скрининге микроорганизмов, синтезирующих такой ингибитор, в качестве мишени использовали первичную культуру синтезирующих глюкозу гепатоцитов крыс. В результате исследования из культуральной жидкости гриба Phoma sp. 00144 было выделено вещество, обозначенное как FR225654, ингибирующее образование глюкозы гепатоцитами. Структура ингибитора была установлена и представляет собой высокоокис-ленный транс-декалиновый цикл и -кетоэнол с характерной боковой цепью [28].
3. Ингибиторы роста раковых клеток
3.1. Ингибиторы фарнезилтрансферазы
Мутантные онкогены ras связывают с нерегулируемым клеточным ростом, а мутированные он-кобелки Ras являются одними из наиболее общих генетических отклонений и составляют около 25% всех раков человека [29—33]. Это обстоятельство делает Ras оптимальной мишенью для изучения химиотерапии рака. Три прото-онкогена (Н, N, К) кодируют четыре гуаниннуклеотид-связывающих белка H-Ras, N-Ras, K-RAS4A, K-Ras4B, структурно родственных и мембранно-связанных. Эти белки играют ключевую роль в контроле клеточной пролиферации и дифференциации.
Для трансформации клеток и их нормального функционирования белки Ras после трансляции должны быть локализованы в плазменной мембране определённым образом, типичным для мембранно-связанных белков. В случае белка Н-Ras неправильная локализация онкобелка возникает лишь при этерификации SH-группы цистеина С-концевого фрагмента этого белка фарнезильной группой при действии фарнезилтрансферазы (ФТФ). Затем про-теаза удаляет три аминокислоты с С-конца онкобелка, оставшийся С-концевой цистеин метилируется под действием метилазы. При нарушении этих преобразований теряется роль Ras белка в пролиферации и дифференциации клеток. На поиски ингибиторов ФТФ направлены большие усилия [34, 35].
Выявлено около 10 типов соединений и 60 индивидуальных веществ, синтезируемых микроорганизмами (бактерии, актиномицеты, грибы) и ингибирующих в различной степени активность ФТФ [33]. Так, трициклический ингибитор ФТФ, SchH66336 и метилхинолон R115777 демонстрировали стабилизацию или объективное
улучшение у 32% пациентов с различными видами лейкозов.
При скрининге ингибиторов ФТФ были получены два производных аклациномицина А (АКЛ) — N-бензил-АКЛ и N-аллил-АКЛ, которые ингибировали активность фермента, не влияя на активность геранилгеранил-трансферазы или геранилгеранил-пирофосфатсинтетазы. В культуре клеток А431 оба производных блокировали мембранную локализацию H-Ras, а также эпидермальный фактор роста [35], индуцирующий миграцию этих клеток.
Микроорганизмы продолжают быть перспективными потенциальными источниками ингибиторов фарнезилтрансферазы.
3.2. Ингибиторы миграции раковых клеток
При скрининге среди стрептомицетов ингибиторов миграции раковых клеток выделен штамм Streptomyces M1264, образующий мигра-цины А и В. Эти вещества ингибируют миграцию клеток лёгочной карциномы MD А-МВ 231 человека, клеток лёгочной аденокарциномы, фибро-саркомы НТ-1080 человека. Миграцины не токсичны и могут стать ингибиторами метастазов рака. Химические структуры миграцинов близки структурам люминацинов [36].
4. Ингибиторы эластазы
Структурный белок эластин, представляющий собой волокна, придающие эластичность и упругость таким тканям, как кожа, лёгкие, связки, стенки артерий и др., имеет важное значение для развития и дифференциации тканей, гомеостаза, при прогрес-сировании болезней. Эти свойства могут быть утрачены при действии нейтрофильной эластазы, образуемой в азурофильных гранулах нейтрофилов.
Сериновая протеаза — эластаза обладает широкой субстратной специфичностью и, кроме эластина, может гидролизовать другие белки мат-рикса — коллаген, фибронектин, ламинин, про-теогликан и др. [37]. Баланс деградации и биосинтеза эластина может быть достигнут действием ингибиторов эластазы. В этом отношении вторичные метаболиты микроорганизмов представляют определённый интерес.
Из культуральных фильтратов актиномицетов выделен ряд ингибиторов эластазы: эласнин [38], элафин [39], эластатинал [40]. Многие штаммы аспергилл также синтезируют ингибиторы эластазы. Ингибиторы эластазы обнаружены в культуральных фильтратах большинства штаммов Aspergillus fumigatus и Aspergillus flavus [41]. Те же штаммы синтезировали эластазу, причём эласта-за и её ингибитор синтезировались попеременно с интервалом 3—4 дня [42].
Ингибитор эластазы AFUEI, выделенный из Aspergillus fumigatus, охарактеризован достаточно
подробно. Это белок, содержащий 68 аминокислот, установлена их последовательность. Белок не содержит триптофана, но содержит три ароматические аминокислоты — два тирозина и фенил-аланин, молекулярная масса 7525 Ба.
Ингибитор эластазы АБиА из A.fumigatus 3О14940 — белок, имеющий в структуре в положении 20—87 участок, гомологичный аминокислотному составу ингибитора АБиЕ1, и обладающий теми же свойствами. Ингибитор АБиА термостабилен, ингибирует активность эластазы из гриба-продуцента и лейкоцитов, но не фермента из поджелудочной железы свиньи и змеиного яда. Инактивирующая активность не снижается под действием восстанавливающих агентов [37, 41].
У больных с нарушенным иммунитетом часто развивается аспергиллёз или общий микоз, возбудителями которого являются аспергиллы, устойчивые к антигрибным антибиотикам. Синтезируемая ими эластаза скорее всего, является патогенным фактором поскольку может разрушать ткани, содержащие эластин — лёгочная ткань содержит 25% эластина. Исследователи ингибиторов эластазы пришли к выводу, что эти вещества должны быть эффективными в качестве терапевтических агентов против аспергиллёза [37].
5. Ингибиторы вирусов
5.1. Ингибиторы вируса иммунодефицита человека (ВИЧ)
Комбинированное терапевтическое лечение ВИЧ-инфицированных пациентов с использованием ингибиторов инверсивной транскриптазы и протеазы сокращает число вирусных частиц в крови, но не приводит к полному излечению из-за частых мутаций вируса [42]. В связи с этим происходит постоянный поиск более эффективных и менее токсичных препаратов с различными молекулярными мишенями в цикле вирусной репликации.
Вторичные метаболиты микробного происхождения дают в этом отношении определённый шанс. Проводится скрининг микроорганизмов на синтез веществ, ингибирующих внедрение вируса в клетку, а затем вирусной ДНК в геном хозяина путём специфических реакций рекомбинации.
Внедрение вируса в чувствительные клетки начинается со связывания вирусного гликопроте-инового пакета кр120 с поверхностным рецептором — трансмембранным белком ССЯ5, расположенным на моноцитах, макрофагах и Т-клетках [42, 43]. Пакет бр120 высокогликозилирован, половина его молекулярной массы приходится на 13 гликанов смешаного типа и 11 гликанов маннози-лированного типа. Ингибирование активности рецептора снижает возможность связывания вируса ВИЧ с клеткой и, следовательно, проникновения его в клетку.
Новый вторичный метаболит 213766 был выделен из ферментационной среды гриба Chaetomium globosum и ингибировал активность хемокин рецептора ССЯ5. Структура вещества установлена с помощью спектральных данных и представляет собой метиловый эфир тетрамовой кислоты. Вещество относится к многочисленному классу антибиотиков тетрамовой группы, в основе молекулы которых лежит структура тетрамовой кислоты (2,4-пирролидин-дион) [43—45]. Эти соединения активны против различных микроорганизмов, включая устойчивые микробные патогенны, но, в отличие от метилового эфира те-трамовой кислоты и самой тетрамовой кислоты, не являются ингибиторами ССЯ5 рецептора. Метиловый эфир более сильный ингибитор ССЯ5, чем свободная тетрамовая кислота [45].
Из культуральной жидкости базидиомицета Tyromyces Мттт выделен сесквитерпен кадинан, его структура была установлена спектральными методами. Вещество представляет собой (4в,14-ди-гидрокси-6а,7вН(10)-кадинен и проявляет значительную анти-ВИЧ активность — ЕС50 3,0 мкг/мл при селективности 25,4, цитопатический эффект измерен подсчётом образовавшихся мультиядер-ных клеток и составляет 76,9 мкг/мл [46].
Актинохивин (АН) — мощный анти-ВИЧ лек-тин, образуемый актиномицетом Longispora albida, представляет собой белок, содержащий 114 остатков аминокислот, скомпанованных в три тандем-ных повторности: 1—38, 39—76 и 77—114 (1,2 и 3 соответственно) [47, 48]. По ряду признаков АН относится к углеводсвязывающему семейству белков, вследствие чего каждая из последовательностей 1,2 и 3 связывается с высокоманнозилирован-ным кр120 фрагментом ВИЧ-вируса, предотвращая его связывание с клеткой [49,50]. Для антивирусного эффекта важны аминокислотные остатки сегментов лектина: в сегменте 1 — Азр15, Туг23, Ьеи25, Ази28 и Туг32, в сегменте 2 — Туг61, в сегменте 3 — Туг99. Ряд аминокислот в сегментах являются незаменимыми [47, 50].
Были сконструированы димеры АН по типу голова-хвост фузией двух молекул АН, в качестве связующего звена использовали фрагмент токсина рицина Н18-ТЕУ-АН/РТВ(132—143). Димеры были получены препаративно с использованием системы экспрессии в E.coli и имели в 2—30 раз большую антивирусную активность, чем АН. Ди-мер АН может быть кандидатом на внедрение в медицинскую практику как предотвращающий попадание вируса ВИЧ в клетку [48, 50].
Вирусный фермент интеграза является ключевым в метаболитическом цикле вируса и репликации вируса в клетке хозяина. ДНК вируса ВИЧ внедряется в геном хозяина специальной реакцией рекомбинации, в которой вирусная интеграза играет основную роль. Многие синтетические и
природные ингибиторы интегразы показали лишь незначительную специфичность, но есть и удачные поиски ингибиторов интегразы среди вторичных метаболитов грибов.
Из культуральной жидкости Penicillium sp. FKI 1463 выделен ряд феналенонов, которые были испытаны в качестве ингибиторов активности интегразы. Несколько соединений, близких по структуре и относящихся к группе феналенонов, в различной степени ингибировали активность интегразы вируса ВИЧ и подавляли развитие этого вируса. Однако большинство соединений было цитотоксично. Один из выделенных феналенонов ингибировал ВИЧ-интегразу с IC50=10 мкМ и был селективен (анти-ВИЧ IC50=1,7 мкМ, цито-токсичность IC50=87 мкМ) [51].
Аспохалазин был выделен из ферментационной среды почвенного гриба Aspergillus flavipes. Химическая структура вещества установлена анализом спектральных данных и сравнением с известными аспохалазинами. Вещество было активно против ВИЧ-интегразы с IC50=71,67 мкМ [52]. Аспохалазины — грибные метаболиты, известные как цитохалазины, представляют собой макро-циклические 11,14 или 14-членные системы, которые могут включать эфирную связь [52].
5.2. Другие вторичные метаболиты с антивирусным действием
Гелданамицин синтезируется Streptomyces hygroscopicus и является специфическим ингибитором Жр90 белка — клеточной мишени для противораковых агентов. Структурно антибиотик представляет собой бензохинон ансамицина. Соединение плохо растворимо в воде и токсично, однако химическое модифицирование молекулы позволило несколько снизить эти недостатки [53].
Гелданамицин интересен тем, что одновременно с противораковым действием он обладает
ЛИТЕРАТУРА
1. Berdy J. Bioactive microbial metabolites. Personal view. J Antibiot 2005; 58: 1: 1—26.
2. Aminov R.I. The role of antibiotics and antibiotic resistance in nature. Environ Microbiol 2009; 11: 12: 2970—2988.
3. Yamaguchi A., Komori T, Suda T. Regulation of osteoblast differentiation mediated by bone morphogenetic proteins, hedgehogs, and Cbfa1. Endocrine Rev 2000; 21: 4: 393—411.
4. Herath K.B., Jayasuriya H, Ondeyka J.G. et al. Isolation and structures of novel fungal metabolites as chemokine receptor (CCR2) antagonists. J Antibiot 2005; 58: 4: 686—694.
5. Schreiber D, Jung M, Sandjo L.P. et al. 3'-Demethyldihydromaldoxin and dihydromaldoxin, two anti-inflammatory diaryl ethers from a Steganospora species. J Antibiot 2012; 65: 9: 473—477.
6. Rodan G.A., Martin T.J. Therapeutic approaches to bone diseases. Science 2000; 289: 1508—1514.
7. Wu X., Ding S, Ding Q. et al. A small molecule with osteogenesis-induc-ing activity in multipotent mesenchmal progenitor cells. J Am Chem Soc 2002; 124: 49: 14520—14521.
8. Sakamoto S, Kojima F, Igarashi M. et al. Decalpenic acid, a novel small molecule from Penicillium verruculosum CR37010, induces early osteoblastic markers in pluripotent mesenchymal cells. J Antibiot 2010; 63: 12: 703—708.
и противовирусной активностью. Антибиотик ингибирует in vitro и in vivo вирус герпеса типа 2 при различных условиях инфицирования вирусом, однако токсичность препарата сдерживает его применение на практике [54].
Производные гелданамицина, полученные замещением в положении 17 молекулы алифатической циклической группой или полярной фосфатной группой, обладают мощной активностью против вируса гепатита С [55].
Полиэфирный антибиотик СР-44161, первоначально описанный как антикоккоцидиальный препарат, также активен против вируса герпеса типов 1 и 2 in vitro и in vivo, а также против стригущего лишая [56, 57].
Заключение
Как видно из представленного материала, биологически активные вторичные метаболиты микроорганизмов способны регулировать жизненно важные процессы в животных клетках.
Многие метаболиты эффективны, малотоксичны, достаточно селективны, не вызывают им-мунодепрессии, хорошо растворимы в воде и могли бы быть использованы в качестве лекарственных препаратов. Вещества образуют природный резерв для получения важных для терапевтической практики препаратов.
Кроме того, первичные химические структуры активных метаболитов являются природной подсказкой того, соединения какого типа предпочтительны для получения желаемого эффекта.
Работа по введению перспективных микробных метаболитов в практику требует времени и затрат, но необходимость развития этой отрасли исследований очевидна.
9. Fucuda T., Uchida R., Ohte S. et al. Trichocyalides A and B, new inhibitors of alkaline phosphatase activity in bone morphogenetic protein-stimulated myoblasts, prodused by Trichoderma sp. FKI-5513. J Antibiot 2012; 65: 11: 565-569.
10. Harada H, Nakata T, Hirota-Takahata Y. et al. F-16438s, novel binding inhibitors of CD44 and hyaluronic acid. I.Establishment of an assay method and biological activity. J Antibiot 2006; 59: 12: 770—776.
11. Hirota-Takahata Y, Harada H, Tanaka I. et al. F-16438s, novel binding inhibitors of CD44 and hyaluronic acid. Il.Producing organism, fermentation, isolation, physico-chemical properties and structural elucidation. J Antibiot 2006; 59: 12: 777—784.
12. Hirota-Takahata Y, Harada H, Tanaka I. et al. F-19848A, a novel inhibitor of hyaluronic acid binding to cellular receptor CD44. J Antibiot 2007; 60: 10: 633—639.
13. Hosoe T, Sakai H, Ichikawa M. et al. Lepidepyrone, a new y-pyrone derivative, from Neolentinus lepideus, inhibits hyaluronidase. J Antibiot 2007; 60: 6: 388—390.
14. Harada H, Takahashi M.CD44-Dependent intracellular catabolism of hyaluronic acid by hyaluronidase-1 and -2. J Biol Chem 2007; 282: 8: 5597—5607.
15. Culty M, Nguyen H.A.. Underhill C.B. The hyaluronan receptor (CD44) participates in the uptake and degradation of hyaluronan. J Cell Biol 1992; 116: 4: 1055—1062.
16. Nishida F., Mory Y., Isobe S. et al. Structures of deacetyl glykenins — A,B, and C, glycosidic antibiotics from Basidiomycetes sp. Tetrahedron Lett 1988; 29: 5287—5290.
17. Alexander B, Daniel J.R., Stephan B. et al. L-Ascorbic acid 6-hexade-canoate, a potent hyaluronidase inhibitor. J Biol Chem 2004; 279: 44: 45990—45997.
18. Matsuda D, Namatame I., Ohshiro T. et al. Anti-atherosclerotic activity of triacsin C, an acyl-CoA synthetase inhibitor. J Antibiot 2008; 61: 5: 318—321.
19. Namatame I., Tomoda H., Arai H. et al. Complete inhibition of mouse macrophage-derived foam cell formation by triacsin C. J Biochem 1999; 125: 2: 319—327.
20. Omura S., Tomoda H., Xu Q.M. et al. Triacsins, new inhibitors of acyl-CoA synthetase produced by Streptomyces sp. J Antibiot 1986; 39: 9: 1211-1218.
21. Yamazaki H, Kobayashi K, Matsuda D. et al. Pentacecilides, new inhibitors of lipid droplet formation in mouse macrophages, produced by Penicillium cecidicola. J Antibiot 2009; 62: 4: 195—200.
22. Ohshiro T., Matsuda D.,Kazuhiro T. et al. New verticilides, inhibitors of acyl-CoA: cholesterol acyltransferase, produced by Verticillium sp.FKI 2679. J Antibiot 2012; 65: 5: 255—262.
23. Ohshiro T., Rudel L.L., Omura S., Tomoda H. Selectivity of microbial acyl-CoA: cholesterol acyltransferase inhibitors toward isozymes J Antibiot 2007; 60: 4: 43—51.
24. Sato B., Nakajima H., Fujita T. et al. FR177391, a new anti-hyperlipi-demic agent from Serratia. I. Taxonomy, fermentation, isolation, physico-chemical properties, structure elucidation and biological activities. J Antibiot 2005; 58: 10: 634—639.
25. Inami M., Kawamura I., Tsujimoto S. et al. FR177391, a new anti-hyperlipidemic agent from Serratia. II. Pharmacological activity of FR177391. J Antibiot 2005; 58: 10: 640—647.
26. Kobayashi M., Sato K., Yoshimura S. et al. FR177391, a new anti-hyper-lipidemic agent from Serratia. III. Microbial conversion of FR177391 and synthesis of FR177 derivatives for its target protein screening by chemical genetic approaches. J Antibiot 2005; 58: 10: 648—653.
27. Yamaoka M., Sato K., Kobayashi M. et al. FR177391, a new anti-hyper-lipidemic agent from Serratia. IV. Target identification and validation by chemical genetic approaches. . J Antibiot 2005; 58: 10: 654—652.
28. Ohtsu Y., Sasamura H., Shibata T. et al. The novel gluconeogenesis inhibitor FR225654 that originates from Phoma sp. No.00144. J Antibiot 2005; 58: 7: 452—455.
29. Gibbs J. B. Ras C-terminal processing enzymes — new drug targets? Cell 1991; 65: 1: 1—4.
30. Bos J.L. Ras oncogenes in human cancer: a review. Cancer Res 1989; 49: 17: 4682-4689.
31. Barbacid M.Ras genes. Ann Rev Biochem 1987; 56: 779—827.
32. Iwasaki S., Omura S. Search for protein farnesyltransferase inhibitors of microbial origin: our strategy and results as well as the results obtained by other groups. J Antibiot 2007; 60: 1: 1—12.
33. Ayral-Kaloustian S., Salaski E.J. Protein farnesyltransferase inhibitors. Curr Med Chem 2002; 9: 10: 1003—1032.
34. Halushka P., Dy G.K., Adjei A.A. Farnesyltransferase inhibitors as anticancer agents. Eur J Cancer 2002; 38: 13: 1685—1700.
35. Magi S., Shitara T.,Takemoto Y. et al. Novel derivatives of aclacino-mycin A block cancer cell migration through inhibition of farnesyl-transferase. J Antibiot 2013; 66: 3: 165—170.
36. Arai Y., linuma H., Ikeda Y. et al. Migracins A and B, new inhibitors of cancer cell migration, produced by Streptomyces sp. J Antibiot 2013; 66: 4: 225—230.
37. Okumura Y., Matsui T., Ogawa K. et al. Biochemical properties and primary structure of elastase inhibitor AFUEI from Aspergillus fumigatus. J Med Microbiol 2008; 57: 7: 803—808.
39
Ohno H., Yoshida M., Takahashi Y., Omura S. Improvement of the productivity of elasnin, a specific elastase inhibitor by Streptomyces nobori-toensis KM-2753. J Antibiot 1980; 33: 5: 474—479.
Wiedow O, Schroder J.M., Gregory H. et al. Elafin: an elastase-specific inhibitor of human skin. Purification, characterization and complete amino acid sequence. J Biol Chem 1990; 265: 25: 14791-14795.
40. Umesawa H, Aoyagi T.,Okura A. et al. Letter: elastatinal, a new elastase inhibitor produced by actinomycetes. J Antibiot 1973; 26: 12: 787—789.
41. Okumura Y, Ogawa K, Nikai T. Elastase and elastase inhibitor from Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus and Aspergillus niger. J Med Microbiol 2004; 53: 5: 351—354.
42. Yang S-W, Mierzwa R, Terracciano J. et al. Sch 213766, a novel chemokine receptor CCR-5 inhibitor from Chaetomium globosum. J Antibiot 2007; 60: 8: 524—528.
43. Pillay D. Current patterns in the epidemiology of primary HIV drug resistance in North America and Europe. Antiviral Therapy 2004; 9: 5: 695—702.
44. Yang S-W., Mierzwa R, Terracciano J. et al. Chemokine receptor CCR-5 inhibitors produced by Chaetomium globosum. J Nat Prod 2006; 69: 7: 1025—1028.
45. Segeth M.P., Bonnefoy A., Bronstrup M. et al. Coniosetin, a novel tetramic acid antibiotic from Coniochaeta ellipsoidea DSM 13856. J Antibiot 2003; 56: 2: 114—122.
46. Liu D-Z, Wang F., Yang L-M. et al. A new cadinane sesquiterpene with significant anti-HIV-1 activity from the cultures of the basidiomycete Tyromyces chironeus. J Antibiot 2007; 60: 5: 332—334.
47. Takahashi A., Inokoshi J., Tsunoda M. et al. Actinohivin: specific amino acid residues essential for anti-HIV activity. J Antibiot 2010; 63: 11: 661—665.
48. Hoorelbeke B, Huskens D, Ferir G. et al. Actinohivin, a broadly neutralizing prokaryotic lectin, inhibits HIV-1 infection by specifically targeting high-mannose-type glycans on the gp120 envelope. Antimicrob Agents Chemother 2010; 54: 8: 3287-3301.
49. Tanaka H, Chiba H, Inokoshi J. et al. Mechanism by which the lectin actinohivin blocks HIV infection of target cells. Proc Natl Acad Sci USA 2009; 106: 37: 15633—15638.
50. Takahashi A., Inokoshi J., Hachiya A. et al. The high-mannose-type gly-can binding lectin actinohivin: dimerization greatly improves anti-HIV activity . J Antibiot 2011; 64: 8: 551—557.
51. Shiomi K, Matsui R, Isozaki M. et al. Fungal phenalenones inhibit HIV-1 integrase. J Antibiot 2005; 58: 1: 65—68.
52. Rochfort S, Ford J., Ovenden S. et al. A novel aspochalasin with HIV 1 integrase inhibitory activity from Aspergillus flavipes. J Antibiot 2005; 58: 4: 279—283.
53. Liu X., Li J., Ni S. et al. A pair of sulfur-containing geldanamycin analogs, 19-S-methylgeldanamycin and 4,5-dihydro-19-S-methylgel-danamycin, from Streptomyces hygroscopicus 17997. J Antibiot 2011; 64: 7: 519—522.
54. Li Y-H., Lu Q-N., Wang H-Q. Geldanamycin, a ligand of heat shock protein 90, inhibits herpes simplex virus type 2 replication both in vitro and in vivo. J Antibiot 2011; 64: 12; 65: 10: 509—512.
55. Shan G-z, PengZ-g., Li Y-h. et al. A novel class of geldanamycin derivatives as HCV replication inhibitors targeting on Hsp90: synthesis, structure-activity relationships and anti-HCV activity in GS4,3 replicon cells. J Antibiot 2011; 64: 12: 177—182.
56. Yamagishi Y., Ueno M., Ueno C. et al. Anti-herpes virus activity of poly-ether antibiotic CP-44161 in vivo. J Antibiot 2009; 62: 2: 95—98.
57. Yamagishi Y., Ueno C., Kato A. et al. Discovery of anti-varicella zoster virus activity of polyether antibiotic CP-44161. J Antibiot 2009; 62: 2: 89—93.
44
AHTHBHOTHKH H XmnOTEPAnm 2014, 59; 3-4
