Кіріспе

Бриостатиндар – Bugula neritina теңіз организмінің (бактериялық симбионттарынан) алынған макролид лактондарының тобы. Олар алғаш рет Джек Рудло тарапынан Ұлттық қатерлі ісіктер институтында (NCI) JL Hartwell қатерлі ісікке қарсы препараттарды ашу тобына жеткізілді. Бриостатиндар – протеинкиназа С-ның қуатты модуляторлары. Олар қатерлі ісікке қарсы, сондай-ақ АИДС/ВИЧ-қа қарсы және Альцгеймер ауруымен ауыратын адамдарда клиникалық сынақтарда зерттелді.

Биологиялық әсерлері

Бриостатин 1 – протеинкиназа С (PKC) күшті модуляторы. Ол зертханалық сынақтарда жасушалар мен жануарлар модельдерінде белсенділік көрсеткендіктен, клиникалық сынақтарға енгізілді. 2014 жылға дейін бриостатин жеке немесе басқа препараттармен бірге қатты ісіктер мен қан ісіктерінде қолданылып, отыздан астам клиникалық зерттеу жүргізілді; алайда, одан әрі дамыту үшін қауіп-пайда арақатынасы жеткілікті жақсы болған жоқ. Альцгеймер ауруының жануарлар модельдерінде үміт беруші нәтижелер көрсеткендіктен, 2010 жылға қарай ІІ фазалық сынақ басталды; бұл сынақты Бланшетт Рокфеллер нейроғылымдары институты демеушілік етті. Сол институттың ғалымдары Neurotrope компаниясын құрып, Альцгеймер ауруы бойынша тағы бір клиникалық сынақ бастады, оның алдын ала нәтижелері 2017 жылы жарияланды. Бриостатин сонымен қатар, ВИЧ жұқтырған адамдарда да зерттелді. 2010 жылға қарай 20 түрлі бриостатин бөлініп алынды. Бриозоандардағы төмен концентрация (бриостатиннің бір грамын алу үшін шамамен бір тонна шикі бриозоан қажет) ірі көлемде өндіру үшін оны алуды тиімсіз етеді. Құрылымдық күрделілігіне байланысты толық синтез жасау қиынға соқты, және қазірге дейін тек бірнеше толық синтез туралы хабарланды. Бриостатин 1, 2, 3, 7, 9 және 16-ның толық синтезі жарияланды. Олардың ішінде Вендердің бриостатин 1-дің толық синтезі бар.

Биосинтез

Б. Неритинада бриостатин биосинтезі І типті поликетид синтезасы кластері арқылы жүзеге асырылады. BryR бактериялық бастапқы метаболизмдегі PKS болып табылатын HMG CoA синтезасының екіншілік метаболизмдегі гомологы болып табылады. Бриостатин жолында BryR модулі жергілікті ацетоацетил қабылдағыш ацил тасымалдаушы белок (ACP a) және тиісті донор BryU ацетил ACP (ACP d) арасындағы β тармақталуды катализдейді. Бірінші қадамда малонил тобы бастапқы BryA модуліндегі дискретті BryU ACP d-ға жүктеледі. BryA-дағы кеңейтілген BryU өнімі кейіннен ACP a-мен өзара әрекеттесу үшін BryR цистеиндік тізбегіне жүктеледі. Өзара әрекеттескеннен кейін BryR β-тармақталуды катализдейді, BryU тобының альфа көміртегі мен ACP a-ның β кетоны арасында альдоль реакциясын жеңілдетеді, нәтижесінде бастапқы метаболизмдегі HMGS өнімдеріне ұқсас өнім пайда болады. β-тармақталудан кейін BryT enoyl CoA гидратаза гомологы (ECH) арқылы дегидратация, сондай-ақ BryA O метилирлеуі және BryB қос байланысының изомеризациясы bry кластерінің белгілі бір домендерінде жүзеге асырылады. β-тармақталудан кейінгі осы қадамдар барлық табиғи бриостатиндерде кездесетін винил метилэстер тобын құрайды. Соңында BryC және BryD HMGS өнімінің одан әрі кеңейтілуіне, пиран сақинасының жабылуына және циклденуіне жауапты, нәтижесінде жаңа бриостатин өнімі пайда болады. BryR қатысуымен β-тармақталудан бұрын ACP d-ның холо ACP d-ға айналуы байқалды. BryR-дің ACP d үшін жоғары спецификалық қасиеттері тек осы түрленуден кейін ғана анықталды. Бұл белокпен байланысқан топтарға деген спецификалық қасиет HMGS гомологтарын бастапқы метаболизмдегілерден ажыратады, онда HMGS әдетте Кофермент А-ға байланысты субстраттармен әрекеттеседі, ал рибосомалық емес пептид синтезасы (NRPS) немесе бриостатин жолы сияқты PKS жолдарындағылардан ерекшеленеді.