I Microrganismi possono presto produrre efficientemente ed a buon mercato i composti farmaceutici novelli, quali i flavonoidi, che combattono l'invecchiamento, il cancro o l'obesità come pure i prodotti chimici d'alto valore, come risultato della ricerca che è condotta dall'Università ai ricercatori della Buffalo.
Nel lavoro che potrebbe trasformare radicalmente i modi in cui molti di questi composti sono prodotti commercialmente, i ricercatori di UB geneticamente stanno costruendo i microrganismi, quale Escherichia coli, nelle fabbriche minuscole e cellulari.
Parecchi brevetti relativi a questo lavoro file da UB. Il gruppo egualmente è durante le discussioni con le società negli Stati Uniti ed all'estero.
Primo Wave le Technologies, Inc., una società di sviluppo tecnologico basata sul Centro di Eccellenza dello Stato di New York di UB nella Bioinformatica e nelle Scienze Biologiche, Che sta collaborando con il gruppo di UB, recentemente ha ricevuto un sussidio per la ricerca Altamente non Xerox dell'Innovazione di Fase I (SBIR) Small Business dal National Science Foundation per mettere a fuoco sulla biosintesi di un gruppo popolare di flavonoidi chiamati isoflavonoids.
“Infine, vogliamo potere eliminare Escherichia coli progettato dello scaffale e della goccia negli enzimi che costituiscono una via biosintetica particolare per fare esattamente il prodotto che vogliamo,„ hanno detto Mattheos A.G. Koffas, il Ph.D., assistente universitario di assistenza tecnica chimica e biologica nel Banco di Assistenza Tecnica e di Scienze Applicate e nella guida del gruppo di UB.
L'approccio di UB a chimica sintetica indirizza alcune delle sfide principali nella produzione industriale convenzionale dei prodotti chimici di specialità.
Con l'uso dei batteri specialmente adattati, enzimi specializzati e materiali di base naturali, la biosintesi microbica diminuisce o elimina l'esigenza delle sorgenti petrochimiche, temperature elevate, catalizzatori di metalli pesanti tossici, estremi di acidità e solventi pericolosi, Koffas ha detto.
Inoltre, gli enzimi che naturali i ricercatori di UB stanno usando possono facilitare le reazioni chimiche che sono difficili da compire con chimica convenzionale, quali la sintesi chirale, le glicosilazioni e i hydroxylations mirati a, terreno comunale ma punti provocatori in molte sintesi.
“Stiamo scoprendo come possiamo realmente “preparare„ i sistemi microbici per produrre gli alti rendimenti dei prodotti chimici da usare come prodotti farmaceutici e per rendere i processi di produzione più efficienti, meno costoso e più rispettoso dell'ambiente,„ Koffas abbiamo detto.
Come con tutto lo sforzo commerciale, il risparmio di temi trattato è una preoccupazione critica, lui ha notato.
Nell'opera pubblicata nella Microbiologia Applicata ed Ambientale a giugno, in Koffas e nei suoi colleghi prodotti circa 400 milligrammi dei flavonoidi per litro di coltura cellulare, lontano sopra il più alto rendimento seguente di circa 20 milligrammi per litro prodotto da altri sforzi microbici di sintesi.
“Abbiamo fatto questo mediante l'aumento della quantità di precursore disponibile e ri-progettazione il metabolismo microbico indigeno,„ ha spiegato, aggiungendo che hanno adottato gli approcci differenti ad identificare le vie che piombo alla biosintesi dei precursori per i composti desiderati.
“Ulteriore miglioramento dei rendimenti di produzione è possibile ed i vari approcci stanno perseguendi dal nostro gruppo attualmente,„ ha detto.
Un'Altra sfida principale per la biosintesi microbica è che gli enzimi richiesti per determinati punti chimici hanno requisiti speciali che la cellula ospite non possa incontrarsi efficientemente, Koffas ha detto. In alcuni casi, l'enzima deve ri-essere costruito, mentre in altre la cellula ospite ha bisogno della modifica.
Il laboratorio di Koffas recentemente ha raggiunto l'espressione funzionale in Escherichia coli P450 dei monooxygenases, enzimi che sono utilizzati ampiamente nella natura, ma prontamente non è espresso il più su scala industriale in microrganismi importanti.
“P450 è molto importante nella sintesi dei prodotti naturali,„ ha detto Koffas. “Per esempio, sia Taxol, la droga di cancro al seno che corrente è prodotta dalle culture dell'impianto che il artemisinin, la droga di anti-malaria, hanno enzimi P450 nelle loro vie biosintetiche.„
Il laboratorio di Koffas ha introdotto i modi modificare sia gli enzimi di monooxygenase P450 che la cellula ospite, quindi migliorante il loro rendimento dei flavonoidi.
I metodi Microbici di biosintesi egualmente stanno rendendo più facili creare gli analoghi delle droghe attuali come pure le nuove molecole per una vasta gamma di terapeutica.