Лаборатория химии микробных метаболитов
Руководитель подразделения:
ЮРЧЕНКО Антон Николаевич, к.х.н.
Научные сотрудники:
ЖУРАВЛЕВА Олеся Игоревна, к.х.н., м.н.с.
ОЛЕЙНИКОВА Галина Константиновна, н.с.
ЛЕЩЕНКО Елена Владиславовна, м.н.с.
БЕЛИКОВА Л.Т., лаборант-исследователь
Исследования в области морской биоорганической химии (природные соединения из микроорганизмов). Целью лаборатории является получение новых фундаментальных данных о морских микроорганизмах-продуцентах биологически активных соединений, о химической структуре, биологической активности и экологической роли низкомолекулярных биорегуляторов природного происхождения.
Основные результаты
Проведен скрининг биологически активных соединений в более чем трех тысячах морских изолятов бактерий и в более чем полутора тысячах морских грибов-микромицетов. Установлено, что морские микроорганизмы могут быть перспективными продуцентами антибиотиков, противоопухолевых и поверхностно-активных соединений, цитотоксинов и ингибиторов ряда ферментов. За последние 10 лет из морских бактерий и грибов сотрудниками лаборатории выделено более 200 метаболитов, из которых 111 являются новыми соединениями.
Проведен скрининг биологически активных соединений в более чем трех тысячах морских изолятов бактерий и в более чем полутора тысячах морских грибов-микромицетов. Установлено, что морские микроорганизмы могут быть перспективными продуцентами антибиотиков, противоопухолевых и поверхностно-активных соединений, цитотоксинов и ингибиторов ряда ферментов. За последние 10 лет из морских бактерий и грибов сотрудниками лаборатории выделено более 200 метаболитов, из которых 111 являются новыми соединениями.
Из гриба Aspergillus sulphureus KMM 4640 выделено новое декалиновое производное декумбенон C, а также четыре известных вещества - декумбеноны A и B, диорцинол и алкалоид бревианамид F. Декумбенон C показал сильный цитотоксический эффект в отношении клеток меланомы человека SK-MEL-5 (ИК50 0.9 мкМ).
Десять новых высокоокисленных хроменовых производных, оксирапентины B-K, новый поликетид – исарикетид, новое бензофурановое производное, акремин S, известный оксирапентин A и два известных циклодепсипептида изоисариин B и исаридин E были выделены из липофильного экстракта морского гриба Isaria felina KMM 4639, изолированного из образца грунта, собранного у побережья Вьетнама. Изучено цитотоксическое действие оксирапентинов A-D, F, I-K и исарикетида в отношении опухолевых клеток рака груди человека T-47D, рака кожи человека SK-Mel-5, SK-Mel-28, лейкемии человека HL-60, THP-1 и в отношении CD-1 мышиных спленоцитов, а также гемолитическое действие в отношении эритроцитов мышей. Исарикетид обнаруживает цитотоксическое действие в отношении опухолевых клеток HL-60 и THP-1 с ИК50 37.4 и 4.3 мкМ, что сравнимо с активностью цисплатина, использованного в качестве положительного контроля. При этом для исарикетида в концентрации до 100 мкМ не показана цитотоксическая активность в отношении нетрансформированных спленоцитов мышей и гемолитическая активность в отношении мышиных эритроцитов.
В результате добавления инокулята гриба Isaria felina KMM к 7-дневной культуре гриба Aspergillus sulphureus KMM 4640 и последуюшем культивировании в течение 14 дней из этилацетатного экстракта смешанной культуры были выделены новый диорцинол J и четыре известных диорцинола В–Е. Абсолютная конфигурация диорцинола J установлена на основании данных NOESY спектров и с использованием модифицированного метода Мошера. Исследована цитотоксическая активность выделенных соединений, а также их способность усиливать экспрессию белка теплового шока Hsp70 в клетках асцитной карциномы Эрлиха. Инкубирование клеток карциномы Эрлиха с диорцинолами D-E в нетоксической концентрации (10 µМ) не приводило к увеличению в клетках содержания белка теплового шока Hsp70. Однако, анализ полученных после переноса белков и иммуноокрашивания мембран позволяет предположить, что диорцинол B в этой концентрации понижает уровень Hsp70 в клетках карциномы Эрлиха, что делает его перспективным для дальнейшего изучения в качестве противоопухолевого препарата
Серия новых пренилированных алкалоидов карнеамиды A-C, три новых хиназолиновых производных карнехиназолины A-C, новые арил-С-гликозиды карнемицины A и C, а также новый дримановый сесквитерпеноид были выделены из гриба Aspergillus carneus, ассоциированного с охотоморской бурой водорослью Saccharina sachalinensis.
Одиннадцать новых меротерпеноидов – аусталидов, восемь новых 6,6-спирокеталей саргассопениллинов A-H, четыре новые фуранкарбоновые кислоты, a также восемь известных соединений были выделены из грибов Penicillium thomii KMM 4645 and Penicillium lividum KMM 4663, ассоциированных с бурой водорослью Sargassum miyabei. Показано, что аусталиды ингибируют транскрипционную активность онкогенного ядерного фактора АР-1 в нецитотоксических концентрациях. Некоторые аусталиды показали высокую ингибиторную активность в отношении эндо-1,3-β-D-глюканазы из кристаллического стебелька морского моллюска Pseudocardium sachalinensis. Показано, что саргассопениллин С ингибирует активность онкогенного ядерного фактора АР-1 с ИК50 15µM после 12 часов обработки, а саргассопениллины D и F в нецитотоксических концентрациях (10 мкМ) ингибируют адгезию макрофагов на 30-40%. Обнаружено, что далдинин D и пеницираистин C ингибируют рост колоний опухолевых клеток лейкемии человека HeLa в мягком агаре в нецитотоксических концентрациях 12.0 и 15.6 мкM, соответственно.
Международное научное сотрудничество
Проводятся совместные исследования с Нячангским институтом научных исследований и прикладных технологий (Dr. Nhut Duy Nguyen, г. Нячанг, Вьетнам).