| 16. |
Аннотация |
Интерес к природным соединениям из морских беспозвоночных, в особенности из губок, асцидий, кишечнополостных и иглокожих, в последние годы растет. Выделенные из этих биологических объектов метаболиты продолжают удивлять своими необычными структурами и биологическими активностями. На основе этих веществ (a среди них были самые активные за всю историю поиска противоопухолевые агенты, мощные токсины, обезболивающие соединения, активаторы функций и метаболизма митохондрий) уже созданы применяемые в онкологии противоопухолевые препараты, в том числе препараты нового поколения (Ионделис, Эребулин, Ведотин), а также такие лекарства как эффективный анальгетик Приалт, кардиоактивный препарат Гистохром (разработан в ТИБОХ) и др. Интересно, что активные субстанции большинства этих лекарств – это сами природные соединения, а не их синтетические производные или аналоги. С другой стороны, намечаются хорошие перспективы применения накопленных в этой области сведений в биотехнологии и биоинженерии. Так, в морских беспозвоночных обнаружены ферменты с необычными свойствами, например, карбогидразы из моллюсков с мощной трансгликозилирующей активностью, специфические активаторы и ингибиторы биохимических трансформаций, агонисты и антагонисты ряда рецепторов и ионных каналов. Обнаружение этих молекулярных инструментов открывает возможности разработки новых биотехнологий и использования самих соединений в научных исследованиях в области фармакологии и фундаментальной медицины, молекулярной биологии и генетической инженерии. Интересной особенностью биосинтеза морских метаболитов является образование обширных комбинаторных библиотек соединений, как пептидной природы, так и состоящих из полярных стероидов, некоторых липидов, гликозидов, алкалоидов и других метаболитов. В разных видах животных эти библиотеки в основном не перекрываются, а каждая из них часто содержит многие десятки и даже сотни структурных вариантов. Причины этого явления не совсем ясны, как и молекулярные механизмы, реализуемые при их биосинтезе. Эти причины могут быть отчасти связаны с симбиозом морских беспозвоночных с микроорганизмами, очень продолжительной эволюцией процессов их вторичного обмена и с пищевыми отношениями между разными видами донных сообществ. До сих пор остаются малоизученными процессы биогенеза и биосинтеза большинства групп природных соединений в этих животных, до сих пор не выделено ни одного из ферментов их биосинтеза. Не ясно, насколько сильно такие ферменты отличаются от ферментов биосинтеза вторичных метаболитов наземных животных и растений. Актуальность и научная новизна предлагаемого проекта состоят в том, что будет изучено биохимическое разнообразие в ряде видов губок, иглокожих и других морских беспозвоночных, собранных во время недавних морских экспедиций на научно-исследовательском судне (НИС) «Академик Опарин» в различных акваториях, как на севере, так и на юге западной части Тихого океана и в восточном секторе Арктики. Будут выделены с последующим установлением полного строения не менее 25 новых метаболитов, принадлежащих к классам полярных стероидов, необычных липидов, терпеноидов и алкалоидов. Будут получены новые сведения о биохимическом разнообразии в морских беспозвоночных из этих необычных мест обитания. Будет изучен феномен накопления некоторыми видами морских беспозвоночных метаболитов других таксономических групп морских организмов и химических трансформаций накопленных соединений. Будет выполнен анализ полученных в результате таких работ и уже имеющихся в литературе научных данных, который позволит сформулировать причины высокого структурного разнообразия метаболитов в морских беспозвоночных, определить основные группы ферментов, участвующих в их биосинтезе, построить гипотетические схемы биосинтеза некоторых классов соединений, в том числе полярных стероидов, терпеноидов, алкалоидов и липидов, объяснить, почему и как образуются библиотеки таких метаболитов в разных видах морских беспозвоночных. При выполнении проекта будут опубликованы не менее 12 научных статей в рецензируемых научных журналах, в том числе не менее 9 статей, обработанных базой данных Web of Science. |