logo

Пользовательского поиска

Wednesday 26th of September 2018

Генно-инженерные растения для производства лекарств

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
07.12.2010 21:29

 

2

 

Растение барвинок, известное также как Catharanthus roseus, вырабатывает несколько химических соединений с лекарственными свойствами, включая противораковое средство винбластин. (Credit: Photo by Patrick Gillooly)

 

 


Люди давно используют огромное разнообразие лекарственных химических соединений, вырабатываемых растениями. Химики из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of TechnologyMIT) нашли новый способ расширить фармакологический «репертуар» растений, заставив их с помощью генной инженерии синтезировать необычные варианты вырабатываемых ими соединений.


Под руководством адъюнкт-профессора Сары O'Коннор (Sarah O'Connor) ученые внедрили гены бактерий в геном растения барвинок, что позволило растению присоединять галогены, такие как хлор или бром, к обычно вырабатываемому им классу соединений – алкалоидам. Многие алкалоиды имеют фармакологические свойства, а галогены, часто добавляемые к антибиотикам и другим лекарствам, могут сделать лекарственный препарат более эффективным и более длительно сохраняющимся в организме.

Главная цель исследователей, алкалоид винбластин, обычно используется для лечения раковых заболеваний, таких как лимфома Ходжкина. O'Коннор рассматривает винбластин и другие препараты, синтезируемые растениями, в качестве платформы, модифицируя которую различными способами можно повысить эффективность препаратов.

«Мы пытаемся использовать биохимические механизмы растений для более простого получения целого ряда различных итераций естественных продуктов», - говорит она. «Модифицировав структуру натуральных продуктов, очень часто можно добиться повышенной биологической и фармакологической активности».


3

 

Адъюнкт-профессор MIT Сара O'Коннор (Sarah O’Connor) (справа) и аспирант Веерават Рунгупан (Weerawat Runguphan) создали генно-инженерные клетки корня растения барвинок, способные вырабатывать необычные варианты химических соединений, синтезируемых этим растением. (Credit: Photo by Patrick Gillooly)

 

 

 

O'Коннор и ее коллеги описали свои генно-инженерные растения на основе барвинка в журнале Nature. Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) США и Американским онкологическим обществом (American Cancer Society).

Генно-инженерные методы модификации растений применяются уже давно: в 90-х годах ученые разработали кукурузу, которая могла синтезировать инсектицид Bt, продуцируемый бактериальным геном. Но подход, разрабатываемый O'Коннор, известный как метаболическая инженерия, выходит далеко за рамки простого добавления гена, кодирующего новый белок. Метаболическая инженерия имеет дело с серией реакций, которую организм-хозяин использует для синтеза новых молекул, добавляя гены новых ферментов, изменяющих естественные пути синтеза. Это может привести к огромному разнообразию конечных продуктов.

Большинство специалистов в области метаболической инженерии используют в качестве организма-хозяина бактерии, отчасти потому, что их генами легче манипулировать. Работа O'Коннор с растениями является редким исключением. Она не считает один подход лучше другого, но одним из факторов, заставивших ее обратиться к инженерии растений, стало то, что большинство синтетических путей растений еще не полностью изучено. «Нельзя воссоздать весь синтетический путь растения в бактерии до тех пор, пока у нас нет всех генов», - считает она.


 

В последнем исследовании O'Коннор и ее студенты заставили клетки корней барвинка экспрессировать гены, кодирующие ферменты, способные присоединять хлор или бром к предшественникам винбластина и других алкалоидов.

Два новых гена были взяты из бактерий, которые обычно синтезируют галогенированные соединения. Сами растения очень редко вырабатывают такие соединения. Можно, хотя это и очень сложно, синтезировать галогенированные алкалоиды и в лаборатории.

Чтобы синтезировать алколоиды, растения сначала превращают аминокислоту триптофан в триптамин. После этого первого этапа требуется еще около десятка реакций, после чего растения могут производить сотни различных конечных продуктов. В новых генно-инженерных растениях бактериальный фермент галогеназа присоединяет атом хлора (или брома) к триптамину. Атом галогена остается связанным с этой молекулой на протяжении всего синтеза.

В будущих работах ученые надеются создать целые растения барвинка, продуцирующие новые соединения. Они работают и над тем, чтобы повысить общий выход синтеза, который пока примерно в 15 раз ниже, чем выработка растением естественно существующего алкалоида.

 

По материалам

MIT chemists engineer plants to produce new drugs

 


Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday32
mod_vvisit_counterYesterday1356
mod_vvisit_counterThis week4249
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month31218
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4121624

We have: 50 guests, 2 bots online
Your IP: 54.162.15.31
 , 
Today: Сен 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.