Процессы синтеза в биологии переходят в сферу неестественного

17
Химическая лаборатория

Учеными Калифорнийского университета в Беркли (англ. The University of California, Berkeley) и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли созданы бактерии, синтезирующие молекулу, которую ранее можно было произвести только в лаборатории, сообщает Интерфакс Россия, ссылаясь на пресс-релиз университета.

Исследователи первоначально внедрили металлические катализаторы в природные ферменты, получив так называемые искусственные металлоферменты. С помощью последних появилась возможность синтезировать химические вещества, которые было трудно изготовить другими способами в лаборатории.

Отмечается, что с помощью металлоферментов можно присоединять к другим молекулам циклопропан — кольца из трех атомов углерода. Такой процесс необходим, например, при производстве лекарства от гепатита С.

Группой ученых был создан гибрид, в котором в природный фермент цитохром Р450, необходимый организму для различных окислительных процессов, особенно в печени, удалось включить металлический иридий.

При этом в природе цитохром Р450 в своем составе имеет такой же молекулярный комплекс — гем, как и гемоглобин, содержащий железо и транспортирующий кислород в крови.

Получившееся соединение успешно добавляло циклопропаны в пробирке, причем оно делало это со стереоселективностью — то есть генерировало циклопропанированную молекулу, но не ее зеркальное отражение, которое вело бы себя по-другому в организме.

В последствии ученые нашли способ транспортировки молекулы гема, содержащей иридий (химический элемент Ir), в кишечную палочку, сбалансировали метаболизм бактерий, чтобы они могли производить конечный продукт — циклопропанированный лимонен — в живой бактериальной культуре.

«Это совершенно новый способ химического синтеза. Идея создания организма, который производит такой неестественный продукт, который сочетает лабораторный синтез с синтетической биологией внутри живого организма, — это просто футуристический способ сделать органические молекулы из двух отдельных областей науки так, как никто раньше не делал», — сказал Джон Хартвиг (John Hartwig), профессор химии Калифорнийского университета в Беркли и один из четырех ведущих авторов исследования.

Результаты работы ученых, опубликованые 14 октября в журнале Nature Chemistry,  подтверждают, что включение других металлоферментов в бактерии может изменить правила игры с точки зрения микробиологического производства для выпуска фармацевтических препаратов, а также экологически чистого топлива.