11 апреля 2019

В морских бактериях обнаружены сульфатированные липополисахариды

Моря и океаны занимают преимущественную часть поверхности нашей планеты и являются уникальной экосистемой для обитания множества сообществ бактерий. Морские микроорганизмы производят приблизительно половину первичного органического вещества на Земле, значительную часть которого составляют полисахариды, участвующие в фундаментальных процессах поддержания экологического равновесия.  

Специфические условия обитания морских бактерий, по сравнению с наземными, обусловливают необходимость выработки различных стратегий адаптации, к примеру, продукции уникальных по составу и свойствам биомолекул. Это относится и к липополисахаридам, преобладающим полимерам клеточной поверхности грамотрицательных бактерий, «первому рубежу обороны» при взаимодействии микроорганизмов с окружающей средой. Классическая молекула липополисахарида состоит из трех частей: экспонированного в окружающую среду O-специфического полисахарида, олигосахарида кора и заякоренного в бактериальную мембрану липида A. При относительной консервативности строения липида А, в пределах бактериального рода, структурная вариативность O-специфических цепей практически безгранична, что открывает возможности обнаружения ранее не известных полисахаридов, обладающих уникальными свойствами. 

Коллекция морских микроорганизмов ТИБОХ ДВО РАН содержит более 5000 штаммов морских бактерий и грибов, собранных практически во всех регионах Мирового океана. В результате исследований О-специфических полисахаридов сотрудниками Лаборатории химии углеводов были установлены структуры более чем для 50 штаммов морских бактерий, относящихся к родам Alteromonas, Arenibacter, Cellulophaga, Cobetia, Echinicola, Idiomarina, Litorimonas. Marinomonas, Microbulbifer, Oceanisphaera, Poseidonocella, Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Rheinheimera, Shewanella, Simiduia, Sulfitobacter, Vibrio. В составе их О-специфических полисахаридов было обнаружено множество редких моносахаридных остатков, в том числе ранее не встречавшиеся в природе. 

Недавно сотрудники ТИБОХ ДВО РАН получили приоритетные сведения о том, что морские микроорганизмы способны продуцировать липополисахариды с сульфатированными О-специфическими цепями. Сульфатные группы были обнаружены в составе О-специфических полисахаридов морских бактерий Cobetia pacifica KMM 3879T и KMM 3878, C. litoralis KMM 3880TPoseidonocella pacifica KMM 9010T и P. sedimentorum KMM 9023T, выделенных из прибрежных акваторий Японского моря. 

Считается, что морская прибрежная среда отличается по физическим параметрам от открытого моря. Возможно, что сульфатированные полисахариды клеточной стенки играют важную роль в различных аспектах физиологии и экологии бактерий. 

Кроме того, хорошо известно, что сульфатированные полисахариды обладают выраженным противоопухолевым действием, проявляя антипролиферативные, антиметастические, проапоптотические и антиангиогенные свойства. Противоопухолевые свойства сульфатированных полисахаридов обусловлены их способностью связываться с различными белками, такими как факторы роста и молекулы клеточной адгезии, что может влиять на пролиферацию и дифференцировку, апоптоз и метастазирование опухолевых клеток. Кроме того, сульфатированные полисахариды могут стимулировать действие факторов врожденного и адаптивного иммунного ответа на опухолевые клетки.  

Исследования противоопухолевой активности полисахаридов грамотрицательных бактерий достаточно ограничены. Сотрудниками ТИБОХ ДВО РАН было исследовано влияние сульфатированных О-специфических полисахаридов на пролиферацию, самопроизвольное образование и рост колоний опухолевыми клетками аденокарциномы кишечника и молочной железы. Сульфатированные полисахариды показали выраженный ингибирующий эффект на изучаемые клетки, что свидетельствует о перспективности исследований в данном направлении.  
Важнейшие результаты были опубликованы в журнале Carbohydrate Polymers (Kokoulin M.S., Kuzmich A.S., Romanenko L.A., Menchinskaya E.S., Mikhailov V.V., Chernikov O.V. Sulfated O-polysaccharide with anticancer activity from the marine bacterium Poseidonocella sedimentorum KMM 9023T // Carbohydrate Polymers. 2018. V. 202. P. 157-163.).

 02. P.157-163.).

← Возврат к списку