Los Microorganismos pueden pronto producir eficientemente y económicamente pastas farmacéuticas nuevas, tales como flavonoides, que luchan el envejecimiento, el cáncer o la obesidad, así como substancias químicas de alto valor, como resultado de la investigación conducto por la Universidad en los investigadores del Búfalo.
En el trabajo que podría transformar radicalmente las maneras de las cuales muchas de estas pastas se producen comercialmente, los investigadores de UB genético están dirigiendo microorganismos, tales como Escherichia Coli, en fábricas minúsculas, celulares.
Varias patentes relacionadas con este trabajo han sido limadas por UB. Las personas también están en discusiones con las compañías en los E.E.U.U. y en el extranjero.
La Primera Onda Technologies, Inc., una compañía de revelado de tecnología basada en el Centro del Estado de Nueva York de UB de la Excelencia en la Bioinformática y Ciencias de la Vida, que está colaborando con el grupo de UB, recibió recientemente una Beca de investigación altamente competitiva de la Innovación de la Pequeña Empresa de la Fase I (SBIR) del National Science Foundation para centrarse en la biosíntesis de un grupo popular de flavonoides llamados los isoflavonoids.
“Final, queremos poder quitar un Escherichia Coli diseñado del saliente y de la caída en ella las enzimas que constituyen un camino biosintético determinado para hacer exactamente el producto que queremos,” dijeron a Mattheos A.G. Koffas, Ph.D., profesor adjunto de la ingeniería química y biológica en la Escuela de la Ingeniería y de las Ciencias Aplicadas y el arranque de cinta de las personas de UB.
La aproximación de UB a la química sintetizada dirige algunos de los retos mayores en la producción industrial convencional de substancias químicas de la especialidad.
Con el uso de las bacterias especialmente adaptadas, enzimas especializadas y materias de base naturales, la biosíntesis microbiana reduce o elimina la necesidad de fuentes petroquímicas, las temperaturas elevadas, los catalizadores de metales pesados tóxicos, los extremos de la acidez y los disolventes peligrosos, Koffas dijo.
Además, las enzimas naturales que los investigadores de UB están utilizando pueden facilitar las reacciones químicas que son difíciles de lograr con química convencional, tal como síntesis quiral, glycosylations y hydroxylations apuntados, campo común pero pasos de progresión desafiadores en muchas síntesis.
“Estamos descubriendo cómo podemos “entrenar real a” sistemas microbianos para producir altos rendimientos de substancias químicas que se utilizarán como productos farmacéuticos y para hacer procesos de producción más eficientes, menos costoso y más respetuoso del medio ambiente,” a Koffas dijimos.
Como con cualquier esfuerzo comercial, la eficiencia de proceso es una preocupación crítica, él observó.
En el trabajo publicado en Microbiología Aplicada y Ambiental en junio, Koffas y sus colegas producidos cerca de 400 miligramos de flavonoides por el litro de cultivo celular, lejos encima del rendimiento más alto siguiente de cerca de 20 miligramos por el litro producido por otros esfuerzos microbianos de la síntesis.
“Hemos hecho esto aumentando la cantidad de precursor disponible y rediseñando el metabolismo microbiano nativo,” él explicó, agregando que han llevado diversas aproximaciones determinar los caminos que llevan a la biosíntesis de los precursores para las pastas deseadas.
La “mejoría Adicional de los rendimientos de la producción es posible y las diversas aproximaciones están siendo perseguidas por nuestras personas en este tiempo,” él dijo.
Otro reto importante para la biosíntesis microbiana es que las enzimas requirieron con certeza pasos de progresión químicos tienen requisitos especiales que la célula huesped no puede cumplir eficientemente, Koffas dijo. En algunos casos, la enzima necesita ser rediseñada, mientras que en otras la célula huesped necesita la modificación.
El laboratorio de Koffas logró recientemente la expresión funcional en Escherichia Coli P450 de los monooxygenases, las enzimas que se utilizan extensamente en naturaleza, pero no se expresa fácilmente en lo más industrial posible microorganismos importantes.
“P450 es muy importante en la síntesis de productos naturales,” dijo a Koffas. “Por ejemplo, Taxol, el medicamento para el cáncer del pecho que se produce actualmente de cultivos de la instalación, y el artemisinin, la droga antimalárica, tienen enzimas P450 en sus caminos biosintéticos.”
El laboratorio de Koffas ha introducido maneras de modificar las enzimas del monooxygenase P450 y la célula huesped, de tal modo mejorando su rendimiento de flavonoides.
Los métodos Microbianos de la biosíntesis también están haciendo lo más fáciles crear análogos de drogas existentes, así como las nuevas moléculas para una amplia gama de terapéutica.