Биоразнообразие и биотехнологический потенциал морских бактерий и грибов

«Биоразнообразие и биотехнологический потенциал морских бактерий и грибов», № 14-14-00030. Грант Российского научного фонда. (Соглашение между Российским научным фондом и ДВФУ о предоставление Фондом в соответствии с решением правления Фонда (пункт 1 протокола № 8 от 20 мая 2014 г.) руководителю проекта через ДВФУ на безвозмездной и безвозвратной основе гранта на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в 2014–2016 годах с последующим возможным продлением срока выполнения указанных исследований на один или два года по отобранному Фондом на конкурсной основе научному проекту: «Биоразнообразие и биотехнологический потенциал морских бактерий и грибов», № 14-14-00030). На 2014 год выделено 5 млн. рублей. На 2015 год выделено 5 млн. рублей.

Новизна

Полученные данные являются новыми. Валидно описаны новые для науки виды морских бактерий. Из экстрактов грибов семь новых 6,6-спирокеталей, саргассопениллины A–G, семь новых дитерпеновых гликозидов, виресценозиды R1, R2, R3, Z, Z1-Z3 и 3(S)-(2'(R)-гидроксибутил)-7-гидроксифталид.

Назначение

Все развитые страны, владеющие выходом к морю, имеют учреждения, где занимаются морской микробиологией и основанной на ней биотехнологии. В России же такие исследования почти не ведутся. Морские микроорганизмы существенно отличаются от наземных и синтезируют различные биологически активные вещества, которые не были найдены среди почвенных микроорганизмов. Микроорганизмы относятся к легко возобновляемому биологическому сырью, при этом нет необходимости нарушать функционирование экосистем (например, излишним выловом и т.д.), так как их достаточно легко культивировать в лабораторных и промышленных условиях. Здесь можно прогнозировать быстрые и важные достижения для социально-экономического прогресса общества.

Описание, характеристики

Валидно описаны новые для науки виды морских бактерий. Из экстрактов грибов-микромицетов Penicillium claviforme, Curvularia inaequlis, Penicillium thomii KMM 4645, Penicillium lividum KMM 4663 и Acremonium striatisporum KMM 4401 было выделено и охарактеризовано (ЯМР спектроскопия, масс-спектрометрия и др.) семь новых 6,6-спирокеталей, саргассопениллины A–G, семь новых дитерпеновых гликозидов, виресценозиды R1, R2, R3, Z, Z1-Z3 и 3(S)-(2'(R)-гидроксибутил)-7-гидроксифталид. Иисследована биологическая активность некоторых из этих соединений.

Научная и практическая значимость

Получены новые фундаментальные знания, касающиеся морской систематики ьрских микроорганизмов и вторичных метаболитов морских микроорганизмов. Химическая структура и биологическая активность этих веществ создают теоретическую основу для разработки лекарственных препаратов.

Преимущества перед известными аналогами

Одной из быстро развивающихся отраслей биотехнологии является микробный синтез ценных для человека веществ. Здесь можно отметить, что изменение стратегии хозяйственной деятельности человека от химизации к биологизации «морского сельского хозяйства» (марикультура и др.) будет оправдано как с экономической, так и с экологической точек зрения. Не менее важной задачей современной микробиологии является изучение микроорганизмов с целью решения проблемы охраны окружающей среды от бытового, сельскохозяйственного и техногенного загрязнения. Биотехнологии, основанные на достижениях микробиологии, наиболее экономически эффективны и при создании безотходных производств, не нарушающих экологического равновесия.

Область(и) применения

Обнаружение новых вторичных метаболитов, обладающих биологической активностью, открывает перспективы их дальнейшего использования в самых различных областях, от бмомедицины до сельского хозяйства.

Правовая защита

Сметанина О.Ф., Юрченко А.Н., Калиновский А.И., Худякова Ю.В., Киричук Н.Н., Пивкин М.В., Афиятуллов Ш.Ш., Михайлов В.В. (–)-Асперпентин из факультативного морского гриба Curvularia inaequalis//Химия природ. соединений. 2014. № 6. С. 974–975.

Соболевская М.П., Журавлёва О.И., Лещенко Е.В., Афиятуллов Ш.Ш., Худякова Ю.В., Ким Н.Ю., Киричук Н.Н., Дышловой С.А. Спирокетальные соединения из морских изолятов грибов Penicillium thomii KMM 4645 и Penicillium lividum KMM 4663//Химия природных соединений. 2014. № 6. С. 976-977.

Zhuravleva O.I., Sobolevskaya M.P., Afiyatullov Sh.Sh., Kirichuk N.N., Denisenko V.A., Dmitrenok P.S., Yurchenko E.A., Dyshlovoy S.A. Sargassopenillines A–G, 6,6-spiroketals from the alga-derived fungi Penicillium thomii and Penicillium lividum//Marine Drugs. 2014. V.12. Issue 12. P. 5930-5943.

Zhuravleva O.I, Sobolevskaya M.P., Afiyatullov Sh.Sh., Kirichuk N.N., Denisenko V.A., Dmitrenok P.S., Yurchenko E.A., Dyshlovoy S.A. Sargassopenillines A–G, 6,6-Spiroketals from the Alga-Derived Fungi Penicillium thomii and Penicillium lividum//Marine Drugs. 2014. V. 12 (12). P. 5930-5943.

Олейникова Г.К, Афиятуллов Ш.Ш., Михайлов В.В., Шевченко Л.С., Мензорова Н.И., Юрченко Е.А. Дикетопиперазины из морского изолята актинобактерии Nocardiopsis umidischolae//Химия природных соединений. 2015. Т. 51. № 1. С. 166-167.

Афиятуллов Ш.Ш., Лещенко Е.В., Соболевская М.П., Герасименко А.В., Худякова Ю.В., Киричук Н.Н., Михайлов В.В. Новый 3-[2' (R)-гидроксибутил]-7-гидроксифталид из морского изолята гриба Penicillium claviforme//Химия природных соединений. 2015. Т. 51. № 1. С. 98-101.

Romanenko L.A., Tanaka N., Svetashev V.I., Mikhailov V.V. Sphingorhabdus pacificus sp. nov., isolated from sandy sediments of the Sea of Japan seashore//Archives of Microbiology. 2015. V. 197. Issue 2. P. 147-153.

Афиятуллов Ш.Ш., Лещенко Е.В., Соболевская М.П., Герасименко А.В.,Худякова Ю.В., Киричук Н.Н., Михайлов В.В. Новый 3-[2' (R)-гидроксибутил]-7-гидроксифталид из морского изолята гриба Penicillium claviforme//Химия природных соединений. 2015. Т. 51. № 1. С. 98-101.

Олейникова Г.К, Афиятуллов Ш.Ш., Михайлов В.В., Шевченко Л.С., Мензорова Н.И., Юрченко Е.А. Дикетопиперазины из морского изолята актинобактерии Nocardiopsis umidischolae//Химия природных соединений. 2015. Т. 51. № 1. С. 166-167.

Romanenko L.A., Tanaka N., Svetashev V.I., Kalinovskaya N.I., Mikhailov V.V. Rheinheimera japonica sp. nov., a novel bacterium with antimicrobial activity from seashore sediments of the Sea of Japan//Archives of Microbiology. 2015. V. 197. Issue 4. P. 613-620.

Romanenko L.A., Tanaka N., Svetashev V.I., Mikhailov V.V. Pseudomonas glareae sp. nov., a marine sediment-derived bacterium with antagonistic activity//Archives of Microbiology. 2015. V. 197. No 5. P. 693–699.

Стадия готовности к практическому использованию

Результаты являются первыми этапами на пути к их дальнейшему использованию в прикладных или академических целях.

Авторы

Руководитель работ по гранту Михайлов В.В., кафедра биоорганической химии и биотехнологии