Os Micro-organismos podem logo para produzir eficientemente e barata compostos farmacêuticos novos, tais como as flavonóides, que lutam o envelhecimento, o cancro ou a obesidade, assim como produtos químicos valiosos, como consequência da pesquisa que está sendo conduzida pela Universidade em pesquisadores do Búfalo.
No trabalho que poderia transformar radical as maneiras em que muitos destes compostos são produzidos comercialmente, os pesquisadores de UB estão projectando genetically micro-organismos, tais como Escherichia Coli, em fábricas minúsculas, celulares.
Diversas patentes relativas a este trabalho foram arquivadas por UB. A equipe igualmente está nas discussões com empresas nos E.U. e no exterior.
A Primeira Onda Tecnologias, Inc., uma empresa de revelação da tecnologia baseada no Centro dos Estados de Nova Iorque de UB de Excelência na Bioinformática e nas Ciências da Vida, que está colaborando com o grupo de UB, recebeu recentemente uma Fase altamente competitivo Mim Subsídio de investigação da Inovação da Empresa De Pequeno Porte (SBIR) Do National Science Foundation para centrar-se sobre a biosíntese de um grupo popular de flavonóides chamadas isoflavonoids.
“Finalmente, nós queremos poder retirar um Escherichia Coli projetado da prateleira e da gota nela as enzimas que constituem um caminho biossintético particular a fim fazer exactamente o produto que nós queremos,” disseram Mattheos A.G. Koffas, Ph.D., professor adjunto da engenharia química e biológica na Escola da Engenharia e de Ciências Aplicadas e no líder da equipe de UB.
A aproximação de UB à química sintética endereça alguns dos desafios principais na produção industrial convencional de produtos químicos da especialidade.
Com o uso das bactérias especialmente adaptadas, enzimas especializadas e mantimentos naturais, a biosíntese microbiana reduz ou elimina a necessidade para fontes petroquímicas, temperaturas elevados, catalizadores tóxicos do metal pesado, extremos da acidez e solventes perigosos, Koffas disse.
Além, as enzimas que naturais os pesquisadores de UB se estão usando podem facilitar as reacções químicas que são difíceis de realizar com a química convencional, tal como a síntese chiral, os glycosylations e hydroxylations visados, terra comum mas etapas desafiantes em muitas sínteses.
“Nós estamos encontrando como nós podemos realmente “treinar” sistemas microbianos para produzir rendimentos altos dos produtos químicos a ser usados como fármacos e para fazer processos de produção mais eficientes, menos caro e mais a favor do meio ambiente,” Koffas dissemos.
Como com todo o esforço comercial, a eficiência do processo é um interesse crítico, ele notou.
No trabalho publicado em Microbiologia Aplicada e Ambiental em junho, em Koffas e em seus colegas produzidos aproximadamente 400 miligramas das flavonóides pelo litro da cultura celular, distante acima do rendimento o mais alto seguinte de aproximadamente 20 miligramas pelo litro produzido por outros esforços microbianos da síntese.
“Nós fizemos este aumentando a quantidade de precursor disponível e re-engenharia o metabolismo microbiano nativo,” explicou, adicionando que tomaram aproximações diferentes a identificar os caminhos que conduzem à biosíntese dos precursores para compostos desejados.
“Uma melhoria Mais Adicional de rendimentos da produção é possível e as várias aproximações estão sendo levadas a cabo por nossa equipe neste tempo,” disse.
Um Outro desafio principal para a biosíntese microbiana é que as enzimas exigiram com certeza etapas químicas têm as exigências especiais que a pilha de anfitrião não pode cumprir eficientemente, Koffas disse. Em alguns casos, a enzima precisa re-de ser projectada, quando em outro a pilha de anfitrião precisar a alteração.
O laboratório de Koffas conseguiu recentemente a expressão funcional em Escherichia Coli P450 dos monooxygenases, as enzimas que são usadas extensamente na natureza, mas não é expressado prontamente o mais industrial em micro-organismos importantes.
“P450 é muito importante na síntese de produtos naturais,” disse Koffas. “Por exemplo, Taxol, a droga de cancro da mama que é produzida actualmente das culturas da planta, e o artemisinin, a droga da anti-malária, têm as enzimas P450 em seus caminhos biossintéticos.”
O laboratório de Koffas introduziu maneiras de alterar as enzimas do monooxygenase P450 e a pilha de anfitrião, melhorando desse modo seu rendimento das flavonóides.
Os métodos Microbianos da biosíntese igualmente estão facilitando o criar analogs de drogas existentes, assim como moléculas novas para uma escala larga da terapêutica.