Новости химической науки > Производством рыбьего жира могут заняться бактерии

Исследователи из Германии, занимающиеся поиском надежного и экологически безопасного источника важных с точки зрения медицины полиненасыщенных жирных кислот [polyunsaturated fatty acids (PUFAs)], продемонстрировали, что эти кислоты могут быть получены с помощью почвенных бактерий.

Исследователи постоянно исследуют роль, которую играют добавки на основе рыбьего жира для здоровья человека, и для кого они могут оказаться наиболее полезными, при этом никто и не собирается отрицать факт того, что полиненасыщенные жирные кислоты, которые входят в состав триглицеридов, образующих рыбий жир, полезны для здоровья для здоровья. Однако, чрезмерный отлов рыбы, климатические изменения и закисление океана привели к понижению численности рыб во всем мировом океане, и соответственно к оскудеванию источников высококачественного рыбьего жира.

Рольф Мюллер (Rolf Müller) с коллегами из Университета Саар (Saarland University) установил, что определенные разновидности миксобактерий (myxobacterium), также известные как слизеобразующие бактерии, названные так в честь слизи, которую они выделяют для того, чтобы двигаться, имеют гены, ответственные за синтез омега-3 ненасыщенных кислот определенного строения. Эти гены отвечают за экспрессию ферментов, известных как синтазы полиненасыщенных жирных кислот.

Мультиферментные системы кодируются с помощью биосинтетических генных кластеров полиненасыщенных жирных кислот. На настоящий момент группа Мюллера обнаружила два разных направления синтеза.

Так, бактерия Sorangium cellulosum может создавать линолевую кислоту, а недавно обнаруженный вид Aetherobacter, как оказалось, производит значительные количества эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК, EPA) и докозагексаеновой кислоты (ДГК, DHA). Мюллер считает, что существование различных биосинтетических способов синтеза полиненасыщенных жирных кислот с таким разнообразием продукта внутри одной и той же бактериальной семьи является незаурядным открытием в области исследования биосинтеза полиненасыщенных жирных кислот.

Миксобактериальные способы биосинтеза полиненасыщенных жирных кислот отличаются от особенностией биосинтеза, характерных для морских организмов с точки зрения генной организации, расположения каталитического домена и идентичностью последовательности закодированных синтаз полиненасыщенных жирных кислот. Примечательно, что в этих миксобактериальных синтазах полиненасыщенных жирных кислот был идентифицирован уникальный домен, который, скорее всего, действует как 1-ацилглицерол-3- фосфат O- ацилтрансфераза, и роль его заключается в прямом переносе цепочек синтезированных жирных кислот от синтазы полиненасыщенных жирных кислот в жиры.

Природные штаммы-продуценты растут медленно и с ними сложно иметь дело. Тем не менее, группа исследователей сообщает, что гены могут переноситься на миксобактерии Myxococcus xanthus, которые являются быстрорастущей моделью штамма миксобактерий, в результате чего появляется возможность проводить экспрессию синтаз полиненасыщенных жирных кислот уже в генетически модифицированных организмах.

Эксперты в области природных продуктов с похвалой отзываются об этом примере использования природных биосинтетических путей с целью создания материалов с высококачественными дополнительными функциями. Джорн Пиль (Joern Piel) из Федерального института технологии в Цюрихе в Швейцарии считает, что полученные исследователями результаты увеличивают значимость миксобактерий в качестве весьма богатых источников биологически полезных химических реагентов. То обстоятельство, что эти бактерии могут экспрессировать синтазы полиненасыщенных жирных кислот открывает интересные возможности для метаболической инженерии.

Крэг Таунсенд (Craig Townsend) из Университет Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, США, считает, что открытие генного кластера у Aetherobacter, который может производить желаемые полиненасыщенные жирные кислоты в намного больших количествах, чем другие микробы, является важным по двум причинам: во-первых, появляется дополнительная возможность изучения того, как организация каталитического домена и внутренняя кинетика в ферментов типа I влияет на сравнительные параметры продукта, и во-вторых, как эти различия можно использовать, чтобы привести к практически осуществимому с экономической точки зрения биосинтетическому процессу.

Источник: Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c3sc53163e

метки статьи: #биохимия, #бытовая химия, #медицинская химия