Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино показали, что гепатопанкреас промысловых крабов может стать ценным источником биологически активных молекул для медицины и биотехнологии. В центре внимания оказались два вида — камчатский краб (лат. Paralithodes camtschaticus, англ. red king crab, «красный королевский краб») и краб-стригун (лат. Chionoecetes opilio, англ. snow crab, «снежный краб»). Результаты многолетней серии исследований опубликованы в международных научных журналах и обобщены пресс-службой РАН. В обзоре представлены 26 ссылок на публикации.
Гепатопанкреас у ракообразных выполняет сразу несколько функций, аналогичных работе печени, поджелудочной железы и части кишечника позвоночных. Именно в этом органе ученые обнаружили набор ферментов и пептидов с необычными свойствами. То, что ранее считалось побочным продуктом промысла, постепенно превращается в объект молекулярной биотехнологии.
Крабовые молекулы против бактерий
Наиболее перспективным направлением исследований стали антимикробные пептиды. Ученые выделили из гепатопанкреаса камчатского краба пептид массой около 5 кДа, способный разрушать клеточную стенку бактерий. Эксперименты показали его эффективность против грамположительных микроорганизмов, включая Bacillus cereus, Bacillus subtilis и Bacillus tropicus. При этом в отношении некоторых бактерий он работал эффективнее классического лизоцима.
Позднее аналогичные исследования провели и для краба-стригуна. У него обнаружили другой активный пептид массой около 3 кДа. Сравнение показало, что оба соединения особенно эффективно воздействуют на грамположительные бактерии, разрушая пептидогликан клеточной стенки по механизму, близкому к действию лизоцима.
Не только антибиотики: редкие ферменты из морских беспозвоночных
Помимо антимикробных соединений ученые нашли в гепатопанкреасе камчатского краба необычную гиалуронидазу. Фермент расщеплял гиалуроновую кислоту по механизму, который обычно характерен для бактерий, а не для высших организмов. Более того, его удельная активность оказалась примерно в десять раз выше, чем у коммерческого препарата «Лидаза».
Еще одной находкой стали липолитические ферменты, способные эффективно расщеплять триацетин и образовывать моно- и диацетины — вещества, используемые в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов.
По мнению исследователей, открытие важно не только для поиска новых антибактериальных средств. Оно демонстрирует, что вторичное сырье морского промысла может стать источником молекул для медицинской энзимологии, пищевой промышленности и других направлений прикладной биотехнологии.
Это важно
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, устойчивость бактерий к антибиотикам считается одной из крупнейших угроз современной медицине, поэтому поиск новых антимикробных молекул остается приоритетом мировой науки.
Многие современные лекарства и ферменты были впервые обнаружены у морских организмов. Морские беспозвоночные считаются одним из самых богатых источников новых биоактивных соединений.
Лизоцим, с которым сравнивали крабовые пептиды, является одним из древнейших агентов врожденного иммунитета и содержится, например, в слезах и слюне человека.
Подробнее об одном из аспектов масштабного исследования (поиске антимикробных пептидов в гепатопанкреасе крабов) — в публикации Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru