海洋活性成分的搜索过程始于海洋宏观和微生物的提取

导读 在海洋生物的帮助下治愈并非乌托邦。已经从海洋生物及其共生微生物群开发了12种救生药物,例如抗癌药物。漫长而昂贵的发现过程阻碍了

在海洋生物的帮助下治愈并非乌托邦。已经从海洋生物及其共生微生物群开发了12种救生药物,例如抗癌药物。漫长而昂贵的发现过程阻碍了它们在药物开发方面的高潜力。在计算机辅助自动化方法的支持下,GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心基尔海洋天然产物化学研究小组的研究小组在计算机辅助自动化方法的支持下,现已成功地发现了海洋分子作为藻类及其真菌共生体中感染和皮肤癌的潜在疗法。来自基尔峡湾。

海洋活性成分的搜索过程始于海洋宏观和微生物的提取,然后是其新颖和生物活性化学成分的纯化和表征,旨在用于开发新的疗法。

药物研究中最大的陷阱之一是使用“经典的”生物活性指导的分离过程分离已经描述的天然分子。这种方法很复杂,而且经常容易出错。”

在她的研究小组中,她通过基于计算机的自动化方法与生物活性筛选相结合解决了这个问题。在一项为期一年的研究中,发现来自基尔峡湾的褐藻褐藻Fucus vesiculosus(膀胱残骸)抑制了耐病原菌耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA),引起医院感染。

“基于算法的生物信息学策略和机器学习工具使我们能够绘制出褐藻的大量代谢组,并预测引起其抗生素活性的分子簇,”前教授,博士后LarissaBüdenbender博士说。 Tasdemir小组和《海洋药物》杂志上发表的两篇文章之一的第一作者。本研究中使用的算法根据质谱分析中的化学相似性得分将复杂网络中的分子家族组合在一起,并与计算机模拟机器学习工具一起帮助我们化学鉴定提取物中已经存在的已知化合物和新化合物。在提取物的第一个快速化学分馏步骤之后,根据分子在馏分中的相对丰度,使用生物信息学程序预测分子的生物活性得分。这些生物活性化合物是分离的。Tasdemir教授强调说:“从提取到表征藻类生物活性成分的经典发现方法通常需要3-4年。这些自动化工具帮助我们将针对性的新天然抗生素的发现加速了数月之久。”

在自然界中,膀胱残骸经常受到海水中数百万种微生物的结垢和生物膜形成的强大压力。因此,如我们在本研究中确定的,与膜结合的化合物对于藻类的自我保护具有高度的生态重要性。这些分子在自然空间中起着至关重要的作用,通常表现出与人类病原体有关的活性,由于膀胱残骸是一种可食用的海藻,这种活性使其不仅成为药物来源,而且还可以作为食品补充剂或食物的诱人候选物。食品保护”,Tasdemir教授说。接下来,我们将研究膀胱残骸在食品工业中的应用潜力。

许多真菌还生活在海藻表面和内部的共生中。这些也是新药发现和开发的有希望的来源。范必成是塔斯迈尔教授的博士生,他从膀胱残骸中分离出120多种共生真菌,并研究了真菌Pyrenochaetopsis sp.。详细地说,由于它有效地杀死了具有低细胞毒性的黑色素瘤型皮肤癌细胞,并且化学物质储备非常丰富。碧城还使用计算机辅助的自动化方法,用稀有的化学支架分离特殊分子。该研究最近还发表在《海洋药物》上。

Tasdemir教授说,这只是对以前完全未开发的真菌类肾上腺皮质激素病的第二个化学研究。“我们从膀胱残骸中分离出来并在优化的实验室条件下发酵的真菌,是天然抗癌药的既定来源。我们在这里发现了几种新颖的天然产物,我们将其命名为丙酮酸固醇A和B,具有很高的潜力。化学家继续说道。

“自然是当今使用的所有现代药物的一半以上。获取革命性的基因组学,代谢组学,生物信息学和机器学习工具将以前所未有的方式实现对海洋化合物的新发现和快速发现,并且更加合理。并与工业伙伴一起有效地用于后续药物开发”,“塔斯迈尔教授总结道。

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