Синтез нових антибіотиків

Нові антибіотики з унікальними властивостями і специфічністю можна отримати, проводячи генноінженерні маніпуляції з генами, які беруть участь у біосинтезі вже відомих антибіотиків. Один з перших експериментів, в ході якого було отримано новий антибіотик, полягав у об’єднанні в одному мікроорганізмі двох трохи розрізняються шляхів біосинтезу антибіотика.

Одна з плазмід Streptomyces, рIJ2303, несуча фрагмент хромосомної ДНК S. coelicolor довжиною 32,5 т. П.н., містить всі гени ферментів, відповідальних за біосинтез з ацетату антибіотика актінородіна, представника сімейства ізохроманхінонових антибіотиків. Цілу плазмиду і різні субклони, несучі частини 32,5 т. П.н.-фрагмента (наприклад, рIJ2315), вводили або в штам АМ-7161 Streptomyces sp., Що синтезує споріднений антибіотик медерміцін, або в штам В1140 або Tii22 S. violaceoruber , що синтезують родинні антибіотики гранатіцін і дігідрогранатіцін.

Всі зазначені антибіотики є кислотно-лужними індикаторами, які надають зростаючої культурі характерний колір, що залежить від рН середовища. У свою чергу рН (і колір) середовища залежать від того, яке з’єднання синтезується. Мутанти батьківського штаму S. coelicolor, не здатні синтезувати актінородін, безбарвні. Поява забарвлення після трансформації штаму АМ-7161 Streptomyces sp. або штамів В1140 або Тu22 S. violaceoruber плазмидой, несучої всі або декілька генів, що кодують ферменти біосинтезу актінородіна, свідчить про синтез нового антибіотика. Трансформантів штаму АМ-7161 Streptomyces sp. і штаму В1140 S.violaceoruber, що містять плазміду рIJ2303, синтезують антибіотики, кодуються і плазмидой, і хромосомної ДНК. Однак при трансформації штаму Tu22 S. violaceoruber плазмидой рIJ2303 поряд з актінородіном синтезується новий антибіотик – дігідрогранатіродін, а при трансформації штаму АМ-7161 Streptomuces sp. плазмbдой pIJ2315 синтезується ще один новий антибіотик – медерродін А.

У структурному відношенні ці нові антибіотики мало відрізняються від актінородіна, медерміціна, гранатіціна і гідрогранатіціна і, ймовірно, утворюються в тому випадку, коли проміжний продукт одного шляху біосинтезу служить субстратом для ферменту іншого шляху. Коли будуть детально вивчені біохімічні властивості різних шляхів біосинтезу антибіотиків з’явиться можливість створювати нові унікальні високоспецифічні антибіотики, маніпулюючи генами, які кодують відповідні ферменти.

Посилання на основну публікацію