+ /     

Биологический факультет БГУ - Кафедра биохимии.    

Вернуться


Метаболическая инженерия - исследование специфических особенностей метаболизма у различных организмов, конструирование новых организмов и систем с направленно измененными метаболическими превращениями субстратов в продукты жизнедеятельности для их практического использования в промышленности, медицине, ветеринарии и экологии.

Всемирный экономический форум (ВЭФ) опубликовал список из десяти важнейших, по мнению представителей стран-участниц форума, технологий, которым в этом году стоит уделить повышенное внимание.

На первое место в списке ВЭФ поставлена обработка информации. Данных становится все больше, количество информации растет в геометрической прогрессии. Поэтому инновации в области обработки данных исключительно важны — чтобы количество данных продолжало переходить в качество.

На втором месте — синтетическая биология и метаболическая инженерия. Прорыв в области изучения генетического кода позволил по новому взглянуть на биологию - у ученых появилась возможность самостоятельно разрабатывать новые биологические процессы и организмы, призванные служить особым целям - конвертировать биомассу в химические вещества, топливо и материалы, создавать новые лекарства.

На пятом месте — работы в области компьютерного моделирования и симуляции химических и биологических систем позволят улучшить здравоохранение и производство на базе биотехнологий — важно понимать, как биология и химия работают вместе.

На девятом месте - персонализированная медицина и предотвращение распространения болезней поможет улучшить здравоохранение в мире, в котором живет свыше 7 млрд человек. Прорыв в таких областях как геномика, протеомика и метаболомика открывают возможности для ранней диагностики заболеваний и создания “персональных” лекарств, учитывающих особенности конкретного человека. Протеомика, метаболомика, геномика вместе с синтетической биологией и нанобиотехнологией закладывают основу для революции в здравоохранении.

Метаболическая инженерия
Метаболическая инженерия

Метаболическая инженерия растений

К числу наиболее перспективных биологических фармсубстанций относятся дитерпеновые алкалоиды тисового дерева (таксаны), например, паклитаксел, и их полусинтетические аналоги (доцетаксел). В настоящее время препараты, содержащие в качестве активных веществ паклитаксел и доцетаксел, занимают одну из ключевых позиций в клинической химиотерапии ряда опухолевых заболеваний (рак молочной железы, рак яичников, рак легкого). Паклитаксел был выделен из коры тиса тихоокеанского (Taxus brevifolia) в 1967 г., а в 1971 г. была расшифрована его химическая структура. В настоящее время паклитаксел получают как из природного сырья, так и полусинтетическим путем. Доцетаксел - таксан близкий к паклитакселу по структуре и механизму действия, синтезируют из 10-деацетилбаккатина III, выделяемого из природного сырья - игл тиса европейского (Taxus baccata).

Экстракция таксанов из коры или игл тиса требует достаточно сложных систем и дорогих технологий, вследствие чего является в целом малорентабельной. Для наработки 1 кг препарата паклитаксела необходимо 14,5 т сухой коры, полученной от 1000 деревьев 100-летнего возраста, а для экстракции количеств используемых для лечения одного пациента (2,5-3 г паклитаксела) требуется около восьми 60-летних деревьев тиса. Кроме того выход таксанов из природного сырья зависит от сезонных колебаний содержания алкалоидов в коре тиса, что существенно осложняет стандартизацию производства.

Другой способ производства таксанов - химический синтез, технологически сложен и малопродуктивен. Проблему частично решает использование полусинтетических аналогов таксола, которые синтезируют из баккатина III или 10-деацетилбаккатина III, выделяемых из природного сырья - игл тиса европейского (Taxus baccata).

Альтернативным источником таксола и его аналогов являются клеточные культуры растений. Использование клеточных культур тиса имеет ряд преимуществ: независимость от природного сырья и сезонных колебаний содержания алколоидов в сырье, уменьшение себестоимости фармсубстанций, сохранение тяжело воссоздаваемых биоресурсов. В настоящее время крупнейшими производителями паклитаксела из культур клеток являются компании Python Biotech, Corean Samyang Genex Corporation. Компания Samyang Genex Corporation производит около 20 кг паклитаксела под торговой маркой Genexol®в год. Объем мирового рынка паклитаксела, и его полусинтетических аналогов составляет 5,4 млрд. долларов США в год.

На кафедре под руководством доцента Шапчиц М.П. ведутся работы по получению суспензионных культур клеток из каллусной ткани тиса, установлению закономерностей регуляции биосинтеза таксанов в клеточных культурах, разработке способов оптимизации процессов биосинтеза таксанов в клеточных культурах, проводится метаболомный анализ клеточных культур тиса с целью обнаружения новых дитерпеновых алкалоидов, обладающих противоопухолевым действием.


Метаболическая инженерия

Доцент Шапчиц М.П. и аспирант Черешнев А.А. готовят суспензионную культуру клеток из каллусной ткани тиса для метаболомный анализа.

Страница обновлена: 15.05.2019 17:54

Расписание 47 автобуса Расписание занятий Следуйте за белым кроликом...

 

Наверх Наверх Наверх 


На главную | © 2003-2019 Л. Валентович, П. Тумилович | Авторские права |