Науковці відкрили новий клас природних сполук у ґрунтових бактеріях. Молекули, названі міксоглюкамідами, мають незвичайну хімічну будову та здатні зв’язуватися з білком людини AKR1C3, який виробляється у підвищених кількостях за деяких видів раку. Відкриття може стати відправною точкою для пошуку нових лікарських сполук, однак поки що дослідники не виявили вираженого пригнічення росту ракових клітин.
Результати отримали в межах двох досліджень, присвячених утворенню цих молекул бактеріями та їхній взаємодії з клітинами людини.
Як учені знайшли приховані сполуки
Міксоглюкаміди виробляють міксобактерії — ґрунтові мікроорганізми, відомі здатністю синтезувати різноманітні біологічно активні речовини. Дослідники з Інституту фармацевтичних досліджень імені Гельмгольца в Саарланді (HIPS) використали генетичні методи, щоб активувати біосинтетичний шлях, який за звичайних умов залишається неактивним.
Після цього науковці змогли виявити нові молекули та дослідити механізм їх утворення. Аналіз генетичного кластера, відповідального за синтез сполук, показав, що кілька ферментів послідовно виконують незвичні біохімічні реакції.
Особливість міксоглюкамідів полягає в поєднанні компонентів, похідних від цукрів, ліпідів і амінокислот. Така організація відрізняється від будови раніше відомих природних сполук.
За словами керівника дослідницької групи Ченчжана Фу, відкриття демонструє, скільки потенційно корисних речовин може залишатися прихованими в неактивних генетичних ділянках мікроорганізмів.
Як молекули взаємодіють із білком AKR1C3
Природні бактерії виробляють міксоглюкаміди лише в дуже малих кількостях, тому для подальших досліджень ученим знадобився альтернативний спосіб отримання речовини. У другій роботі вони вперше здійснили повний лабораторний синтез міксоглюкаміду A. Це також дало змогу створити хімічно змінені похідні сполуки.
Деякі з них зв’язувалися з білком AKR1C3 значно сильніше, ніж початкова молекула. За допомогою методу, який дає змогу визначати білки — мішені певної сполуки в клітинах, дослідники встановили, що AKR1C3 є основною мішенню міксоглюкамідів.
Цей білок бере участь у виробленні певних гормонів і молекул, пов’язаних із запальними процесами. За деяких онкологічних захворювань його рівень підвищується, а активність може сприяти росту пухлинних клітин.
Чи можуть міксоглюкаміди стати основою ліків
Виявлення взаємодії з AKR1C3 становить інтерес для розроблення потенційних протипухлинних препаратів. Проте здатність молекули зв’язуватися з білком ще не означає, що вона блокує його функцію або ефективно пригнічує розвиток пухлини.
У проведених експериментах науковці не змогли продемонструвати вираженого впливу міксоглюкамідів на ріст ракових клітин. Тому говорити про готовий препарат або доведену протиракову дію поки передчасно.
Водночас дослідження показує, що природні сполуки можуть взаємодіяти з біологічно важливими мішенями навіть тоді, коли їхній загальний ефект на клітини не є очевидним. Подальше вивчення структури міксоглюкамідів і створення нових похідних може допомогти визначити, чи вдасться посилити їхню біологічну активність.
Відкриття також демонструє перспективність пошуку нових молекул через активацію генів мікроорганізмів, які зазвичай залишаються «мовчазними». Це може відкрити доступ до значної кількості природних сполук, які досі не були виявлені або досліджені.
