1

Обзорная статья

МИКРОБНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ – ИНГИБИТОРЫ БИОСИНТЕЗА СТЕРОЛОВ, ИХ ХИМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ОСОБЕННОСТИ

МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ

© 2013 г. А. С. Тренин

ФГБУ “НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф.Гаузе” РАМН, Москва, 119021 Пироговская, 11

Поступила в редакцию 28.02.2013 г. Принята к печати 18.04.2013 г.

Ингибиторы биосинтеза стеролов (ИБС) широко распространены в природе, отличаются заметным разнообразием как по химической структуре, так и по механизму действия. Многие из них, обладая выраженной биологической активностью, хорошо проявили себя при разработке различных лекарственных средств. В обзоре детально описаны биологически активные метаболиты микробного происхождения с установленной химической структурой, способные к подавлению биосинтеза стеролов. Рассматриваются ингибиторы мевалонатного пути биосинтеза холестерола (холестерина) и эргостеролов в клетках млекопитающих и грибов, проявляющие гиполипидемическую и противогрибковую активность, а также ингибиторы альтернативного – немевалонатного (пируват-глицеральдегидфосфатного) пути биосинтеза изопреноидов, перспективные для создания эффективных средств лечения ряда микробных и паразитарных инфекций. Представлен механизм действия указанных соединений на биохимическом и клеточном уровне, приводятся химические формулы основных природных ингибиторов и их полусинтетических производных.

Особое внимание уделено ингибиторам 3-гидрокси-3-метилглутарил-CoА-(HMG-CoA-) редуктазы (группа ловастатина), а также ингибиторам ацил-CoA-холестерол-ацилтрансферазы (ACAT), обладающим гиполипидемическим действием, эффективным в лечении атеросклероза. При рассмотрении ингибиторов поздних этапов биосинтеза стеролов (после образования сквалена) особое внимание уделено соединениям, обладающим выраженным противогрибковым и противоопухолевым действием. Приводится объяснение механизма противоопухолевого и противовирусного действия антибиотиков – ингибиторов биосинтеза стеролов, рассматривается их способность вызывать апоптоз. Ключевые слова: микробные вторичные метаболиты, ингибиторы биосинтеза стеролов, немевалонатный путь биосинтеза изопреноидов, противогрибковые и противоопухолевые антибиотики, атеросклероз.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время среди продуктов микробного происхождения обнаружено

значительное количество ингибиторов биосинтеза стеролов (ИБС) [1–3]. Некоторые из них

проявляют выраженную гиполипидемическую активность и служат основой для создания

действенных лекарственных препаратов, эффективных в профилактике и лечении сердечно-

Сокращения: ACAT – ацил-CoА-холестерол-ацилтрансфераза; CoA – коэнзим А; HMG-CoA – 3-гидрокси-3-метилглутарил-CoA; ВИЧ – вирус иммунодефицита человека; ИБС – ингибиторы биосинтеза стеролов; ЛП – липопротеиды; ЛПВП – липопротеиды высокой плотности; ЛПНП – липопротеиды низкой плотности; ХС – холестерол (холестерин); ЭХ – эфиры холестерола. Автор для связи (тел: +7 (499) 246-27-51; эл. почта: as-trenin@mail.ru).

2

сосудистых заболеваний [4–6]. Отдельные ингибиторы обладают противоопухолевыми

свойствами и могут быть использованы в антираковой терапии [7–9]. На основе микробных

ИБС возможна также разработка малотоксичных противогрибковых препаратов [10, 11],

потребность в которых в последнее время чрезвычайно велика [12, 13].

Поиск ИБС среди продуктов микробного метаболизма, разработка на их основе

полусинтетических препаратов, а также соединений, создаваемых путем полного

химического синтеза, выявление у этих биологически активных соединений взаимосвязи

между химической структурой и механизмом действия позволяет вскрыть основные

закономерности вторичного метаболизма и способствует созданию новых эффективных

лекарственных средств [14, 15].

Основные этапы биосинтеза стеролов в клетках эукариот

Биосинтез стеролов в клетках большинства эукариот и холестерола (холестерина)

(ХС) у млекопитающих в настоящее время хорошо изучен и признан одним из наиболее

многоступенчатых биосинтетических процессов организма (схема 1) [16, 17]. На его

начальных этапах происходит конденсация ацетил-CoA, в результате чего сначала под

воздействием ацетил-CoA-тиолазы (КФ 2.3.1.9) образуется ацетоацетил-CoA, а затем при

помощи HMG-CoA-синтазы (КФ 2.3.3.10) формируется 3-гидрокси-3-метилглутарил-CoA

(HMG-CoA).

Дальнейшее преобразование HMG-CoA, протекает в двух направлениях. Под

воздействием HMG-CoA-лиазы (КФ 4.1.3.4) может иметь место образование ацетоацетата –

важного источника энергии, а при последующих превращениях – гидроксибутирата и

ацетона, т.е. так называемых “кетоновых тел”, образование которых способствует

пополнению запаса ацетил-CoA, быстро расходуемого в условиях недостатка углеводов [18].

С другой стороны, при участии HMG-CoA-редуктазы (КФ 1.1.1.34) биосинтетические

процессы направляются по мевалонатному пути, который приводит к образованию ХС.

Сначала происходит восстановление HMG-CoA в мевалоновую кислоту (С5), что

закладывает основу для образования органических молекул с все более усложненным

углеродным скелетом, таких как изопентилпирофосфат, геранилпирофосфат и т.д. вплоть до

сквалена (С30). Циклизация последнего приводит к формированию стероидного ядра,

преобразуемого посредством ряда реакций в полноценную молекулу ХС (С27) [16].

Таким образом, путь биосинтеза стеролов и ХС, в частности, может быть условно

разделен на три основные стадии. На первой происходит образование мевалоновой кислоты

через HMG-CoA, затем идет формирование органических молекул с все более усложненным

углеродным скелетом вплоть до сквалена и, наконец, на третьей стадии в результате ряда

последовательных превращений образуются структуры, обладающие стероидным ядром, т.е.

Схема 1

3

через ланостерол происходит формирование молекулы ХС млекопитающих, или

соответствующих ему стеролов растений, грибов, некоторых простейших (схема 1) [16, 19,

20].

Лимитирующим звеном всего процесса является этап восстановления HMG-CoA в

мевалоновую кислоту, осуществляемый при участии HMG-CoA-редуктазы. Имеет место

регуляция по принципу отрицательной обратной связи, когда избыток продуктов

биосинтетического пути, в первую очередь избыток ХС или продуктов его окисления,

приводит к подавлению активности фермента, уменьшению его количества в клетке [6, 17,

21–23]. Вторым по значимости лимитирующим этапом считается реакция образования

сквалена, катализируемая скваленсинтазой (КФ 2.5.1.21) [24–26]. Неудивительно, что

препараты, действие которых нацелено на подавление указанных реакций, проявили себя в

качестве наиболее эффективных ИБС [1, 4–6, 16, 24, 26].

В настоящее время известно, что способностью к подавлению биосинтеза стеролов

обладают многие микробные вторичные метаболиты. Действие подобных ингибиторов

направлено на самые разные этапы рассматриваемого многоступенчатого процесса.

Некоторые весьма активно подавляют биосинтез ХС в целом. В результате их применения

нередко удается достичь выраженного гиполипидемического эффекта, что способствует

успешному лечению сердечно-сосудистых заболеваний. Другие, являясь, как правило,

ингибиторами поздних стадий синтеза стеролов, проявляют заметную селективность в

отношении образования эргостерола, что позволяет рассматривать их в качестве

эффективных противогрибковых средств. Наконец, многие ингибиторы, вне зависимости от

этапа биосинтеза стеролов, который они подавляют, проявляют выраженное

противовирусное и противоопухолевое действие.

Ингибиторы начальных этапов биосинтеза стеролов

На сегодняшний день из культуральной жидкости некоторых мицелиальных грибов и

актиномицетов удалось выделить целый ряд ингибиторов начальных этапов биосинтеза ХС,

действующих на уровне ацетил-CoA-тиолазы и HMG-CoA-синтазы. Хорошо изучен

антибиотик F-244 (синоним 1233А), образуемый мицелиальными грибами, относящимися к

родам Cephalosporium, Fusarium, Scopulariopsis (рис. 1а).

Этот метаболит обладает выраженным антибактериальным и противогрибковым

действием, подавляет рост культуры клеток линии Vero. При внесении в среду

культивирования мевалоновой кислоты такого подавления не происходит. Препарат

блокировал включение [14С]ацетата (но не [14С]мевалоната) во фракцию стеролов в

экспериментах с бесклеточной ферментной системой. Добавление мевалоновой кислоты

приводило к снятию этого эффекта [27, 28].

Рис. 1

4

Тот факт, что подавление роста клеток и ингибирование ферментной системы

снимается в присутствии одного из интермедиатов синтеза ХС – мевалоновой кислоты,

позволяет говорить о действии препарата на самых ранних этапах биосинтеза, состоящих в

последовательной конденсации ацетил-CoA с образованием сначала ацетоацетил-CoA, а

затем HMG-CoA. Как показали результаты дополнительных экспериментов, F-244 не

оказывает никакого воздействия на самую первую реакцию, осуществляемую ацетил-CoA-

тиолазой, но активно вмешивается во вторую [27]. Продемонстрировано связывание

антибиотика с HMG-CoA-синтазой. В ингибировании фермента, имеющем, по-видимому,

необратимый характер, существенная роль принадлежит углеводородной цепи с системой

двойных углеродных связей [29, 30].

Сходный механизм действия характерен для различных аналогов F-244, получаемых

путем химического синтеза. Эффективность подавления ферментной реакции этими

соединениями пропорциональна размеру их боковой углеводородной цепи, а также наличию

в ней системы двойных связей [29].

В настоящее время на основе молекулы антибиотика F-244 (1233А) разрабатываются

синтетические препараты, обладающие мишень-направленным действием в отношении

HMG-CoA-синтазы [31].

При изучении образования вторичного метаболита 1233А культурой Scopulariopsis sp.

обнаружено, что для формирования полноценной структуры антибиотика необходимо семь

молекул ацетата и четыре молекулы метионина. В результате конденсации ацетатных единиц

по типу “голова-хвост” происходит образование гексакетидной структуры, имеющей на

конце характерный лактон. Метионин служит донором боковых метильных групп. Сходным

образом идет формирование похожих на 1233А эбелактонов, синтезируемых

стрептомицетами, с той лишь разницей, что донором их метильных группировок является

пропионат [32].

Из культуральной жидкости Streptomyces rochei выделены бутиролактолы А и В (рис.

1д), содержащие дигидроксибутиролактоновое ядро и гидроксиалкильную боковую цепь,

также имеющие определенное структурное сходство с F-244. Не проявляя

антибактериальной активности, они эффективно подавляют рост дрожжей и мицелиальных

грибов Aspergillus fumigatus и Trichophyton mentagrophytes [33].

Ингибиторами HMG-CoA-синтазы оказались также выделенные из культуральной

жидкости базидиального гриба Xerula melanotricha дигидроксерулин и ксерулиновая кислота

(рис. 1в, г). В экспериментах с культурой клеток HeLa было обнаружено, что указанные

препараты эффективно ингибируют включение в ХС [14С]ацетата (но не [14С]мевалоната).

Образуемый одновременно с ними вторичный метаболит ксерулин (рис.1б), вызывая

5

сходный эффект в культуре клеток, обладает совершенно иным механизмом действия на

молекулярном уровне. Его основной мишенью оказывается HMG-CoA-редуктаза [34].

Описываемые препараты не нашли применения в клинике. Вполне вероятно, что их

использованию препятствуют серьезные объективные факторы. Возможность практического

использования этих антибиотиков для лечения атеросклероза путем снижения уровня ХС и

ЛПНП в кровотоке до сих пор остается весьма проблематичной, поскольку они могут

затрагивать процессы, не связанные непосредственно с синтезом ХС, например,

воздействовать на митохондриальные разновидности ацетил-CoA-тиолазы и HMG-CoA-

синтазы, ответственные за кетогенез [18].

Таким образом, основное внимание исследователей привлечено к изучению

ингибиторов более поздних этапов биосинтеза стеролов. В настоящее время выделены и

достаточно хорошо изучены многочисленные ингибиторы HMG-CoA-редуктазы. Некоторые

из них нашли применение в клинике в качестве мощных гиполипидемических средств.

Ингибиторы HMG-CoA-редуктазы

Из числа антибиотиков – ингибиторов HMG-CoA-редуктазы – сейчас лучше всего

изучены и с успехом применяются в медицинской практике так называемые статины

(ловастатин и др.) [6, 35]. Значительная часть статинов – препараты, получаемые

химическим синтезом (табл.) [36].

Первыми были получены природные статины, называемые также монаколинами,

поскольку исходно они были получены как метаболиты мицелиальных грибов рода

Monascus. Позднее выяснилось, что способностью к образованию вторичных метаболитов

монаколиновой природы обладают многие мицелиальные грибы, в том числе, относящиеся к

родам Hypomyces, Paecilomyces, Eupenicillium, Trichoderma, Phoma и др. Наиболее

активными продуцентами оказались представители родов Monascus, Penicillium и Aspergillus

[1, 4, 37].

В большинстве своем природные ингибиторы HMG-CoA–редуктазы – это соединения

монаколиновой природы, в структуре которых имеется гидрофобное декалиновое ядро с

гидрофобной боковой эфирной цепью, а также связанная с ядром посредством этилового

мостика лактонная группировка (рис. 2а–г) [1, 4, 38, 39].

Первым представителем монаколинов, обладающим ярко выраженными

гиполипидемическими свойствами, оказался компактин (ML-236B, мевастатин), образуемый

несовершенными грибами Penicillium citrinum и P.brevicompactum [40].

Из культуральной жидкости мицелиальных грибов Monascus ruber и Aspergillus

terreus был выделен ловастатин (мевинолин, монаколин К) (рис. 2б), имеющий повышенную

ингибирующую активность в отношении HMG-CoA-редуктазы и проявляющий более

Табл.

Рис. 2

6

выраженный, чем компактин, гиполипидемический эффект в испытаниях на животных [38].

Ловастатин и его полусинтетическое производное симвастатин (рис. 2в), правастатин (CS-

514), получаемый из компактина путем микробной трансформации последнего (рис. 2г), а

также их синтетические аналоги аторвастатин, церивастатин, флювастатин, розувастатин и

питавастатин (рис. 2 е–и) нашли широкое применение в медицине [41, 42]. В настоящее

время статины считаются одним из наиболее эффективных медикаментозных средств

лечения и профилактики атеросклероза [6, 31, 43, 44]. Чрезвычайно высокого уровня

достигает объем их производства и потребления, например, ежегодный уровень продаж

аторвастатина в США превысил 10 млрд. долларов, что является рекордным показателем для

любого медикаментозного препарата в современной фармацевтической промышленности

[45].

От других гиполипидемических препаратов статины выгодно отличает чрезвычайно

высокая активность, возможность использования в небольших суточных дозах, низкая

токсичность. В организме человека и животных эти препараты накапливаются

преимущественно в печени, где подавляют синтез ХС. Это приводит к снижению

содержания ХС в клетках печени и образованию дополнительного количества апо-В,Е-

рецепторов на плазматических мембранах. В результате усиливается рецепторный захват

гепатоцитами атерогенных ЛП низкой и промежуточной плотности, что в конечном счете

приводит к заметному снижению уровня атерогенных ЛП и ХС в плазме крови, уменьшению

риска развития коронарной болезни сердца [4, 6, 43, 44].

Чрезвычайно важное для структуры монаколинов декалиновое ядро вполне допускает

различные вариации. Например, природные статины компактин (рис. 2а) и ловастатин (рис.

2б) отличаются друг от друга тем, что у ловастатина в декалиновом ядре имеется боковая

метильная группа. Столь незначительное отличие, практически не влияющее на изменение

ингибирующей активности в отношении HMG-CoA- редуктазы, тем не менее, отражается на

общей эффективности использования указанных соединений.

Микробные метаболиты грибного происхождения FK901512 и FK901516 (рис. 2л, м)

вместо декалинового ядра, характерного для всех природных статинов, содержат

тетралиновые ядра, что вероятно может сильно отразиться на гиполипидемических

свойствах этих соединений, которые в настоящее время активно изучаются [2, 3, 46–48].

Химические аналоги ловастатина обладают различиями в той части молекулы,

которая соответствует декалиновому ядру монаколинов. Один из наиболее современных

статинов питавастатин, в отличие от других препаратов, содержит здесь дополнительную

циклопропильную группировку (рис. 2з), которая позволяет ему лучше взаимодействовать с

гидрофобными участками HMG-CoA-редуктазы. Этот антибиотик подавляет синтез ХС в 2.9

раза сильнее, чем симвастатин и в 5.7 раза сильнее, чем аторвастатин, способствует лучшему

7

образованию рецепторов к ЛПНП на поверхности гепатоцитов и более полному удалению

ХС из кровотока [43].

Роль боковой эфирной цепи также весьма существенна: например, препарат,

имеющий дополнительное разветвление при α-углеродном атоме ацильного фрагмента

(симвастатин) (рис. 2в), обладает значительно большей ингибиторной активностью по

сравнению с ловастатином.

Ключевую роль в ингибирующем действии монаколинов играет, по-видимому, их

лактонная группировка. Производные монаколинов, лишенные столь важной части своей

структуры, оказываются полностью неспособными подавлять HMG-CoA-редуктазу.

Лактонная группировка или соответствующая ей раскрытая кислотная форма присутствует в

составе всех природных и синтетических статинов (рис. 2).

Преобразование лактонной группировки компактина, ловастатина и симвастатина в

кислотную форму, обладающую заметным структурным сходством с субстратом

подавляемой реакции – HMG-CoA (рис. 2д), происходит в печени млекопитающих вскоре

после приема препарата внутрь [49]. Высокая ингибирующая активность характерна для

правастатина, обладающего уже раскрытой лактонной группировкой (рис. 2г).

В структуре молекул недавно выделенных природных статинов FR901512 и FR901516

(рис. 2л, м) имеется единственное различие – первый препарат обладает раскрытой

лактонной группировкой и, по-видимому, в связи с этим значительно (в 20 раз) превосходит

свой аналог по способности к подавлению HMG-CoA-редуктазы [2]. Антибиотик FR901512

активно подавляет синтез ХС из [14С]ацетата в клетках Hep G2 в (ИК50 1 мМ), вызывает

увеличение числа рецепторов к ЛПНП на поверхности гепатоцитов, а при пероральном

введении сильно снижает уровень ХС у собак и крыс [46].

Ингибирование HMG-CoA-редуктазы статинами происходит по конкурентному типу,

имеет обратимый характер и наблюдается при чрезвычайно низкой концентрации

используемых препаратов (менее 10-9 М для ловастатина) [4]. Связывание статинами

фермента блокирует доступ субстрата (HMG-CoA) к активному центру HMG-CoA-

редуктазы, но не препятствует взаимодействию фермента с NADP(H) [39, 44]. Наиболее

сильное связывание с ферментом отмечено для аторвастатина и розувастатина, наименьшее –

для симвастатина и флювастатина [50].

Биосинтез монаколинов происходит по поликетидному пути [51], имеющему немало

общих черт с системой синтеза жирных кислот [52]. Для образования поликетидной

углеродной цепи и, впоследствии, гексаоксинафталиновых колец необходим ацетат. Бутират

(но не пропионат) требуется для формирования боковой цепи, присоединяемой на позднем

этапе биосинтеза. Включение метильной группы, являющейся отличительной чертой

ловастатина и его аналогов от антибиотиков компактинового ряда, происходит, по-

8

видимому, на достаточно ранних этапах биосинтеза, предшествующих циклизации

молекулы. Установлено, что высокомолекулярный белок, необходимый для проведения

указанного метилирования, является поликетидсинтазой 1 типа [1, 38, 53].

Небольшие структурные различия в молекулах монаколинов могут стать причиной

серьезных изменений в механизме действия этих антибиотиков, как на биохимическом, так и

на клеточном уровне, способствовать иному распределению препаратов при введении в

организм млекопитающих [44]. Таким образом, весьма продуктивным направлением в

создании новых более эффективных лекарственных средств оказалась химическая и

микробиологическая модификация природных монаколинов [53–55].

Благодаря использованию эстеразы из Penicillium citrinum, или путем

культивирования Emericella unguis удалось быстро и довольно полно (до 90%) преобразовать

антибиотик ML-236B (компактин) в форму ML-236A, лишенную боковой цепи. Тем самым

была создана благоприятная возможность для проведения химических трансформаций с

получением антибиотиков, существенно различающихся структурой боковой цепи [55, 56].

Путем биотрансформации с использованием различных микроорганизмов, главным

образом грибов (Mucor hiemalis, Syncephalastrum nigricans, Syncephalastrum recemosum,

Circinella muscae и Schizophyllum commune), получены самые разные производные

компактина, ловастатина и их аналогов [49, 55–57].

Трансформация, проведенная по декалиновому ядру, приводит к получению

различных производных, способных в большей или меньшей степени подавлять HMG-CoA-

редуктазу. При этом нередко микробной трансформации подвергаются препараты,

полученные полусинтетическим путем, т.е. уже являющиеся модифицированными

производными. Например, микробная трансформация симвастатина – полусинтетического

аналога ловастатина, проведенная с помощью Nocardia autrotrophica sub. amethystia, дает

изо-симвастатин-3-ОН, ингибирующая активность которого в отношении HMG-CoA-

редуктазы повышается в 6–7 раз [58]. Успешно применяемый в клинике правастатин получен

микробной трансформацией компактина [59].

Среди микробных метаболитов – ингибиторов HMG-CoA-редуктазы, отличных от

монаколинов по химической структуре, в первую очередь следует назвать паннорин (рис. 2к)

и хризоспорин – микробные продукты грибов Chrysosporium pannorum, феницин,

образуемый Penicillium phoeniceum и P.rubrum, а также упоминавшийся ранее ксерулин [34,

60–62]. Указанные вторичные метаболиты не нашли применения в медицинской практике,

однако сопоставление этих соединений с монаколинами позволяет сделать вывод о

значительном структурном разнообразии ингибиторов HMG-CoA–редуктазы.

Паннорин в концентрации 1.6х10-4 М ингибирует на 50% HMG-CoA-редуктазу печени

крыс, а также подавляет синтез сквалена, ланостерола и ХС в бесклеточной ферментной

9

системе [61]. Феницин вызывает 50%-е ингибирование указанного фермента в концентрации

3х10-5 М. Ингибирование феницином, имеющее необратимый характер, заметно усиливается

после проведения предварительной инкубации антибиотика с ферментом и происходит, по-

видимому, за счет взаимодействия препарата с сульфгидрильными группами HMG-CoA-

редуктазы. Об этом свидетельствует уменьшение ингибирующей активности феницина в

присутствии дитиотреитола [60]. Необратимое подавление HMG-CoA-редуктазы характерно

также для хризоспорина [62].

К подавлению активности HMG-CoA-редуктазы способны также соединения,

содержащиеся в грибах семейства трутовиковых Pleorotus ostreatus (вешенки). Добавление

сушеных грибов указанного вида в корм крысам, находящимся на ХС-диете, приводило к

выраженному снижению уровня ХС и атерогенных липопротеидов в сыворотке крови

животных [63].

Анализ ингибиторов HMG-CoA-редуктазы позволяет выявить у них значительное

разнообразие химических структур. Вместе с тем, даже при небольшом изменении

структуры может обнаружиться сильное изменение активности. Например, ксерулин, как

известно, подавляет HMG-CoA-редуктазу, а мишенью действия чрезвычайно сходных с ним

по химической структуре дигидроксерулина и ксерулиновой кислоты уже оказывается

другой фермент – HMG-CoA-синтаза [34].

Тот факт, что незначительная модификация вторичных метаболитов – ингибиторов

HMG-CoA-редуктазы может самым кардинальным образом отразиться на их активности,

говорит о перспективности поиска новых препаратов указанной группы, в том числе о

целесообразности анализа соединений, обладающих незначительными на первый взгляд

изменениями в химической структуре. Поиск новых ингибиторов HMG-CoA-редуктазы тем

более необходим, что существующие в настоящее время препараты этого класса далеки от

совершенства, обладают рядом побочных эффектов, в частности, в ряде случаев способны

вызвать миопатию, нарушение функции печени, почек и др. [6, 35]

Ингибиторы поздних этапов биосинтеза стеролов

Среди природных ингибиторов поздних этапов эндогенного синтеза ХС, т.е.

биохимических превращений, протекающих после образования мевалоновой кислоты,

особое место занимают микробные метаболиты, способные к подавлению скваленсинтазы.

Этот фермент, осуществляющий восстановительную димеризацию двух молекул

фарнезилпирофосфата в сквален, а также ферменты, осуществляющие последующие

превращения сквалена – скваленэпиксидаза (КФ 1.14.13.132) и 2,3-оксидоскваленциклаза

(КФ 5.4.99.7), осуществляющая окислительную циклизацию 2,3-оксидосквалена с

образованием ланостерола, в настоящее время привлекают к себе повышенный интерес в

10

качестве возможных мишеней действия как гиполипидемических, так и антимикробных

препаратов [6, 24, 26, 64–66].

Среди продуктов микробного вторичного метаболизма, воздействующих на работу

скваленсинтазы, обращают на себя внимание сарагосовые кислоты, а также чрезвычайно

близкие к ним по химической структуре сквалестатины. Эти соединения содержат ядро

оригинальной структуры: 4,6,7-тригидрокси-2,8-диоксабицикло (3.2.1)октан-3,4,5-

трикарбоновую кислоту и отличаются друг от друга строением 6-О-ацильных и 1-алкильных

заместителей (рис. 3).

К образованию сарагосовых кислот способны представители многих мицелиальных

грибов, в том числе Sporormiella intermedia, Leptotidium elatius, Amauroascus niger. Так

сарагосовая кислота А выделена из грибной культуры S.intermedia, сарагосовые кислоты В и

С получены из грибного штамма L.elatius. Чрезвычайно сходные с сарагосовыми кислотами

по химической структуре сквалестатины образуются грибами рода Phoma. Описано свыше

20 сквалестатинов, различающихся между собой по строению алкильных и О-ацильных

радикалов и бициклооктанового ядра [1, 4, 67, 68]. Сходные с сарагосовыми кислотами и

сквалестатинами по механизму действия виридиофунгины А, В и С (рис. 3г) образует

Trichoderma viridae [67].

Указанные вторичные метаболиты являются чрезвычайно эффективными

ингибиторами скваленсинтазы, активность которой они необратимо подавляют путем

конкуренции с фарнезилпирофосфатом и прескваленпирофосфатом, являющимися,

соответственно, субстратом и промежуточным продуктом ферментативной реакции, причем

действуют в пикомолярных концентрациях [69,70]. Показано существование определенной

структурной гомологии между сарагосовыми кислотами (сквалестатинами) и

прескваленпирофосфатом, и это позволяет предположить, что ингибиторы способны

эффективно мимикрировать присоединение прескваленпирофосфата к скваленсинтазе

[68,71]. В результате ковалентного связывания α,β-ненасыщенного ацильного фрагмента

антибиотика с функциональным остатком в активном центре фермента происходит

необратимая инактивация последнего, а образовавшийся ковалентный аддукт оказывается

неспособным к дальнейшему катализу [69,72]. Испытания сарагосовых кислот и других

ингибиторов скваленсинтазы на животных (кролики, приматы) продемонстрировали их

высокую гиполипидемическую активность, выражающуюся в значительном снижении

уровня ХС и атерогенных липопротеидов в плазме крови [25, 64, 68].

Биосинтез сквалестатинов, как и большинства других микробных метаболитов –

ингибиторов эндогенного синтеза ХС, осуществляется из ацетатных единиц по

поликетидному пути. Одна из двух поликетидных цепей содержит в качестве стартовой

единицы бензойную кислоту, которая, в свою очередь, образуется из фенилаланина [73].

Рис. 3.

11

Внесение в среду культивирования различных аналогов бензойной кислоты позволяет

получать новые необычные формы сквалестатинов [74]. Возможна также весьма

эффективная биотрансформация сквалестатинов с помощью актиномицетов и грибов рода

Fusarium [75]. Предложены пути получения отдельных сквалестатинов путем полного

химического синтеза [76].

Способностью к ингибированию синтеза сквалена обладает также аскофуранон,

образуемый грибами Ascochyta viciae и Paecilomyces variotii Bainier 199 (рис. 4) [1, 4, 77, 78].

В культуре клеток Hep G2 показано комплексное воздействие аскофуранона на синтез и

метаболизм липидов в клетке, в частности, вызываемое им заметное снижение содержания

свободных жирных кислот и, как следствие, усиление подавления синтеза эфиров

холестерола (ЭХ) [79]. При испытании на животных аскофуранон вызывал снижение уровня

ХС, триглицеридов и фосфолипидов в сыворотке крови, проявлял заметную

иммуномодулирующую и противоопухолевую активность [77, 80, 81].

Подавление биосинтеза стеролов отмечено также под воздействием

декарестриктинов, образуемых Penicillium simplicissium и P.corylophilum. Декарестриктин D

активно подавляет включение [14С]ацетата в ХС в клетках Hep G2, а в опытах на

экспериментальных животных в дозе 10 мг/кг per os обнаруживает гиполипидемическое

действие, сопоставимое с влиянием известного гиполипидемического препарата –

клофибрата в дозе 100 мг/кг. Наряду с гиполипидемическим действием, декарестриктин D

проявляет антимикробную, противогрибковую и противовирусную активность [82].

Среди микробных метаболитов, воздействующих на поздние этапы синтеза ХС,

следует назвать также вторичные метаболиты стрептомицетов – хлоротрицин (рис. 5) и

сходный с ним по структуре антибиотик MC-031 [4, 83, 84]. Эти препараты активно

подавляют включение [14С]мевалоната в ХС в экспериментах с ферментной системой печени

крыс [83].

Подавление биосинтеза ХС после этапа скваленсинтазы осуществляют микробные

метаболиты FR171456 и FR173945, образуемые культурой гриба Sporormiella minima (рис. 6)

[3]. Препараты подавляют синтез ХС в культуре Hep G2, а антибиотик FR171456

увеличивает количество рецепторов к ЛПНП на поверхности гептоцитов. При его

пероральном введении подавляется синтез стеролов в печени крыс и значительно снижается

уровень ХС у кроликов, находящихся на специальной жировой диете, что свидетельствует о

наличии у этого соединения гиполипидемических свойств [47]. Оба препарата подавляют

синтез стеролов на довольно позднем этапе, после реакции, осуществляемой

скваленсинтазой. Одновременно оба соединения проявляют противогрибковую активность в

отношении Candida albicans и A. fumigatus [3].

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

12

Особый интерес представляют ингибиторы поздних стадий биосинтеза стеролов,

связанных с превращениями ланостерола. До недавнего времени в качестве активных

ингибиторов поздних этапов, помимо рициноловой и фитаноловой жирных кислот [85],

рассматривались лишь препараты, создаваемые путем химического синтеза, главным

образом многочисленные азолы, действие которых в большинстве случаев связано с

ингибированием ими цитохром Р-450-зависимой 14α-деметилазы ланостерола грибов и

простейших (КФ 1.14.13.70) [13], а также азастеролы, подавляющие Δ24(25)-стеролметил-

трансферазу (КФ 2.1.1.142) грибов и простейших, отсутствующую в организме

млекопитающих [86].

В качестве потенциальных средств лечения атеросклероза азолы, как правило, не

рассматриваются [13, 87], поскольку практически не оказывают влияния на 14α-деметилазу

ланостерола млекопитающих. Сфера их применения – борьба с грибковыми и, возможно,

паразитарными инфекциями [11, 88, 89].

Мощное противогрибковое действие азолов обусловлено их способностью к

подавлению синтеза эргостерола, уменьшению содержания и накоплению ряда

неполноценных предшественников эргостерола, выполняющего в мембране грибов ту же

роль, что ХС в клетках млекопитающих [11, 88].

Как показали эксперименты с использованием эритроцитов человека, а также опыты

на животных, антипротозойная активность азолов значительно усиливается под

воздействием ингибиторов HMG-CoA–редуктазы ловастатина и симвастатина [90, 91], что

безусловно связано с ингибирующим воздействием монаколинов на синтез разнообразных

метаболитов мевалонатного пути, необходимых для полноценного развития грибов и

простейших [88–90, 92].

В связи с отсутствием эргостерола в цитоплазматической мембране клеток

млекопитающих ингибиторы 14α-деметилазы ланостерола грибов и простейших

оказываются лекарственными средствами с достаточно выраженной селективностью в

отношении возбудителей. Поиску подобных препаратов среди продуктов микробного

происхождения в последние годы уделяется большое внимание [10, 11].

В настоящее время удалось выделить целый ряд микробных вторичных метаболитов,

способных к подавлению поздних этапов биосинтеза стеролов. Это Ro 09-1470 (или

рестриктицин), образуемый Penicillium sp. и Aspergillus sclerotiorum, рестриктин,

синтезируемый Penicillium restrictum, ланомицин и глюколаномицин, образуемые

Pycnidiophora dispersa. Препараты обладают сходной химической структурой (рис. 6) и

широким спектром антигрибного действия [93, 94].

Активно изучается их биосинтез. Установлено, что для формирования одной

молекулы антибиотика требуется метионин, глицин, шесть молекул ацетата [95].

13

Селективность препаратов в отношении грибов обусловлена их высоким сродством к

грибной 14α-деметилазе ланостерола. Для ее 50%-го ингибирования с помощью Ro 09-1470

требуется менее 1 мкмоль/л препарата, что в 300–1000 раз меньше концентрации,

необходимой для аналогичного подавления деметилазы млекопитающих [96]. У вторичных

метаболитов без эфирносвязанной глициновой группировки (рестриктинол, ланомицинол)

способность к взаимодействию с ферментом и, соответственно, антигрибная активность

практически отсутствуют [93, 97].

Высокой противогрибковой активностью обладает также ингибитор поздних этапов

биосинтеза стеролов – антибиотик 4883 (=ИНА 1278), образуемый мутантным штаммом

Streptomyces roseoflavus arai (Streptomyces sp. № 1278), отнесенный к 20-членным

макролидам группы ирумамицина (рис. 7) [98].

Таким образом, ИБС могут оказаться весьма перспективным средством лечения не

только атеросклероза, но также многочисленных грибковых заболеваний. Свидетельством

тому является успешное использование в медицинской практике новейших азолов –

синтетических противогрибковых препаратов, механизм действия которых связан с

подавлением поздних этапов биосинтеза стеролов [12].

Ингибиторы ацил-CoA-холестерол-ацилтрансферазы (ACAT)

Ингибиторы эндогенного синтеза ХС являются основной, но далеко не единственной

группой антибиотиков, влияющих на развитие атерогенной ситуации за счет позитивного

воздействия на липидный и ХС обмен в организме. Чрезвычайно эффективным средством

борьбы с атеросклерозом могут стать ингибиторы ацил-CoA-холестерол-ацилтрансферазы

(ACAT, КФ 2.3.1.26), под воздействием которой происходит необходимое для интенсивного

всасывания ХС пищи образование ЭХ в стенке кишечника, а также активный синтез и

накопление ЭХ в клетках самых разных органов и тканей, в том числе в атероматозных

бляшках. Подавление активности указанного фермента может способствовать нормализации

атерогенной ситуации в организме и регрессии склеротических повреждений сосудистой

стенки [99, 100].

Многие фармацевтические лаборатории занимались разработкой ингибиторов ACAT.

В течение 20 лет были синтезированы химическим путем, а также выделены в качестве

микробных метаболитов многочисленные ингибиторы этого фермента [99].

Одними из первых в качестве ингибиторов этерификации ХС были выделены

антибиотики пирипиропены, образуемые культурой гриба Aspergillus fumigatus, а также

стахиботридиал, выделенный из культуры Stachybotrys sp. [101–103] (рис. 8).

Обладающие определенным сходством с ингибитором HMG-CoA-редуктазы

паннорином (см. выше), эти антибиотики значительно отличаются от него по механизму

Рис. 7

Рис. 8

14

действия. Пирипиропены являются активными ингибиторами ACAT [104], а стахиботридиал

ингибирует другой фермент, также необходимый для всасывания ХС пищи,

панкреатическую холестеролэстеразу (КФ 3.1.1.13) [101].

Многочисленные микробные метаболиты – ингибиторы ACAT отличаются большим

химическим разнообразием (рис. 8). Глизопренины имеют линейную структуру, пурпактины,

а также антибиотики группы AS-186 располагают относительно компактной молекулой,

основу которой составляет небольшое лактоновое кольцо, фенохалазины обладают кольцами

более крупного размера, а терпендолы системой сопряженных колец. Для баверицинов и

бавериолидов характерны кольцевые структуры, образованные пептидными и

сложноэфирными связями [99, 104–109].

Способностью к ингибированию ACAT обладают также циклодепсипептидные

антибиотики энниатины, образуемые грибами рода Fusarium [110, 111], в частности

продуцируемый культурой F. lateritium Nees var. stilboides (Wr.) Bilai энниатин В,

циклическая структура которого образована тремя пептидными и тремя сложноэфирными

связями (рис. 9а). Основной эффект энниатина В в культуре клеток Hep G2 – подавление

синтеза эфиров ХС является, по-видимому, не только следствием ингибирования ACAT, но и

результатом снижения содержания в клетках свободных жирных кислот, вызванного

подавлением синтеза триглицеридов [112]. У энниатинов выявлено также ионофорное

действие, фитотоксическая и противоопухолевая активность, способность к подавлению

систем активного выброса препаратов из клетки [113].

К активным ингибиторам ACAT относятся пентацецилидины, образуемые культурой

Penicillium cecidicola [114], и антибиотики, продуцируемые грибами рода Aspergillus, такие

как аураспероны А и D, аверуфанин, флавасперон и стеригматоцистин [115] (рис. 9).

Продуцентами ингибиторов ACAT являются не только грибы, но и актиномицеты

[104, 116]. У ряда метаболитов, открытых в качестве ингибиторов ACAT (баверицины,

энниатины), выявлена способность усиливать противогрибковое действие азолов, в

частности миконазола, в том числе в отношении штамма C. albicans, устойчивого к другому

препарату группы азолов – флюконазолу [117].

Поиску ингибиторов ACAT, а также возможности разработки на их основе

действенных лекарственных средств для борьбы с атеросклерозом посвящены детальные

обзорные публикации [37, 99, 113, 118, 119].

Недавние молекулярно-биологические исследования выявили существование у

животных двух разлных ACAT-изозимов: ACAT1 и ACAT2. Первый фермент образуется в

различных клетках организма независимо от их локализации, второй (ACAT2)

экспрессируется главным образом в клетках печени и кишечника, активно участвует в

образовании ЭХ в плазме крови. Основные надежды на создание действенного

Рис. 9

15

гиполипидемического препарата в настоящее время связывают с ингибированием фермента

ACAT2 [104, 107].

До сих пор все испытанные в клинике ингибиторы ACAT оказывались либо

неактивными, либо токсичными. При использовании in vivo они не только не способствовали

снижению ХС в организме человека, но напротив, нередко вызывали его накопление.

Экспериментальное изучение на животных показало, что к появлению побочных эффектов,

связанных с накоплением ХС, приводит подавление ингибиторами фермента ACAT1 [99,

100].

У специально выведенных линий мышей, лишенных другого фермента – ACAT2,

напротив, было продемонстрировано снижение всасывания ХС из кишечника. Такие мыши

при использовании диеты с высоким содержанием жиров и ХС были более устойчивыми к

развитию гиперхолестеринэмии [100].

Поскольку считавшиеся перспективными после испытания на животных ингибиторы

ACAT не показали способности к снижению уровня ХС у людей [119], многие исследователи

полагают, что функции, которые ферменты ACAT выполняют в организме человека, могут

несколько отличаться от их основных функций у экспериментальных животных – крыс и

мышей. Отсутствие позитивных результатов при испытании ингибиторов ACAT у людей

связывают также с тем, что изученные до сих пор препараты были отобраны без учета

существования двух изозимов и, соответственно, не обладали нужной специфичностью [99,

100 ].

Некоторые исследователи поставили под сомнение возможность разработки

действенных гиполипидемических лекарственных средств на основе ингибирования ACAT.

Тем не менее, окончательный вывод о реальности создания таких препаратов могут дать

только экспериментальные исследования [100, 109, 118].

В настоящее время проводится интенсивный поиск ингибиторов, обладающих

специфичностью в отношении ACAT2 [104, 105, 107, 119, 120]. Повторное детальное

изучение ранее выделенных соединений показало, что среди них также могут быть выявлены

препараты, обладающие необходимыми свойствами. Например, высокую селективность в

отношении ACAT2 проявили пирипиропены, главным образом, пирипиропен А (см. выше),

индекс селективности которого в отношении фермента ACAT2 превысил 1000 [103, 107,

121]. Высокую селективность в отношении ACAT2 проявили также флавасперон и

стеригматоцистин, обладающие, подобно пирипиропену А, изгибом в структуре молекулы

[115].

Разработка гиполипидемических препаратов на основе ингибирования ACAT

продолжается.

16

Противовирусное и противоопухолевое действие ИБС, способность вызывать апоптоз

Помимо гиполипидемического и противогрибкового действия, некоторые

антибиотики, ингибирующие биосинтез ХС, подавляют пролиферацию вирусов и могут

эффективно влиять на развитие злокачественных опухолей.

Среди микробных метаболитов – ИБС, обладающих противовирусным действием,

следует назвать цитринин, являющийся вторичным метаболитом Penicillium citrinum,

Phithium ultimum, Monosporascus cannonbalbus. Указанный антибиотик подавлял синтез

стеролов в ферментной системе печени крыс и дрожжей, проявлял заметную

гиполипидемическую активность при испытании на животных и был отобран в качестве

ингибитора синтеза ХС одним из первых [122]. Как показали его дальнейшие испытания,

цитринин оказался способным также к ингибированию 3С-протеазы риновирусов –

фермента, необходимого для посттрансляционного расщепления основного вирусного

полипротеина. Аналогичное действие в отношении 3С-протеазы риновирусов проявил также

сходный с цитринином по химической структуре антибиотик радицинин, образуемый

грибами Alternaria radicidina, Bipolaris coicis и Curvularia sp. (рис. 10) [123, 124]. Цитринин,

чрезвычайно сходный с ним по химической структуре декарбоксидигидроцитринон, другие

природные аналоги цитринина – пеницитринолы, образуемые штаммом P. citrinum,

выделенным из речной воды устья реки Мин (Китай), проявляют также противоопухолевую

активность в культуре клеток HL-60 [125]. Противовирусной, а также противоопухолевой и

инсектицидной активностью обладает сходный по химической структуре с энниатином В

ингибитор ACAT баверицин [109].

Противовирусное действие выявлено также у статинов, главным образом, при

изучении симвастатина и ловастатина. В культуре клеток и в экспериментах на животных

антибиотики подавляют развитие разнообразных вирусов, таких как ротавирусы [126, 127] и

парамиксовирусы, в частности, подавляют развитие респираторного синцитиального вируса,

вызывающего тяжелые угрожающие жизни инфекции нижних дыхательных путей у детей и

лиц с ослабленным иммунитетом [128].

Показано действие симвастатина и ловастатина на ВИЧ, как в культуре клеток [129],

так и в клинических испытаниях при лечении больных СПИДом [130]. В последнем случае

положительный эффект выражается в усилении действия антиретровирусной терапии и в

значительном снижении смертности больных [131].

Действие микробных метаболитов – ИБС на ВИЧ было продемонстрировано также

отечественными исследователями в экспериментах с культурой лимфобластных клеток MT-4

[132]. Способность к подавлению ВИЧ была выявлена ими у большинства микробных

продуктов, выделенных в ходе предварительного скрининга ингибиторов биосинтеза ХС,

обладавших гиполипидемической активностью. Наиболее сильное подавляющее действие в

Рис. 10

17

отношении ВИЧ наблюдалось, когда инкубацию с антибиотиками проводили за 1 ч до

внесения вируса.

Противовирусное действие ИБС связано, по-видимому, с подавлением ими

изопренилирования белков, в частности одного из внутриклеточных G-белков семейства Ras

– GTP-связывающего белка RhoA. В результате нарушается взаимодействие клеток с

вирусными гликопротеинами и не происходит образования синцитий (слияния клеток),

необходимого для полноценной передачи вируса [127–129, 133].

Белки Rho чрезвычайно важны для физиологии клеток, в частности для работы Rho-

киназы (ROCK) (КФ 2.7.11.1), вовлеченной в такие процессы, как сокращение мышц,

миграция клеток, клеточная пролиферация. Чрезмерное усиление активности ROCK

приводит к различным эндотелиальным дисфункциям, спазмам сосудов, ишемии мозговой

деятельности [134].

Статины, подавляя ROCK, способствуют нормализации работы эндотелиальной NO-

синтазы (КФ 1.14.13.39), снимают воспаление сосудистых стенок. Такое дополнительное,

отличное от подавления синтеза ХС, действие статинов приводит к ослаблению процесса

формирования бляшек в сосудах, во многом обусловливает антиатеросклеротический эффект

этих препаратов, оказывая благоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему в

целом. Воздействие на белки Rho, Rac и Cdc42 способствует также проявлению

противовирусного и противоопухолевого действия статинов [134–136]. Изменения в

рецепторах мембран, вызванные воздействием статинов, способны принести пользу также в

лечении паразитарных инфекций. Например, при использовании аторвастатина происходит

изменение поверхности эритроцитов, препятствующее адгезии на них малярийного паразита

Plasmodium falciparum [137].

Имеются сведения о влиянии статинов на теломеразу человека – фермент,

добавляющий особые повторяющиеся последовательности из шести нуклеотидов (5’

ТТАGGG у позвоночных) к 3'-концу ДНК теломерных участков хромосом, компенсирующий

концевую недорепликацию и тем самым способствующий поддержанию необходимой длины

теломер, достаточной для осуществления клеточного деления. Аторвастатин уже в малых

концентрациях (0.1 мкМ) оказывает воздействие на посттранскрипционную регуляцию

активности основного компонента теломеразы – теломеразной обратной транскриптазы (КФ

2.7.7.49), препятствует снижению ее активности [138] и, таким образом, подавляет старение

клеток [139].

Многие ингибиторы биосинтеза ХС проявляют противоопухолевую активность,

независимо от этапа, который они блокируют, и независимо от снижения ими уровня ХС.

Первоначально противоопухолевое действие было обнаружено у ингибиторов HMG-CoA-

18

редуктазы – статинов, сначала в культуре клеток, а затем в клинических испытаниях [140,

141].

Многочисленные исследования показывают эффективность статинов в качестве

противоопухолевых препаратов. Статины подавляют рост опухолей, процессы ангиогенеза и

метастазирования. В лечении рака они способны усиливать действие других

противоопухолевых средств [7, 142–144].

Наличие противоопухолевого действия у ИБС вполне объяснимо, поскольку многие

продукты мевалонатного пути играют существенную роль в жизнедеятельности опухолевых

клеток [7, 22, 140, 144, 145]. Сам ХС чрезвычайно важен для роста и успешного развития

опухолей, состоящих из быстро растущих клеток. Участки мембран опухолевых клеток,

связанные с работой различных молекул переносчиков, обеспечивающих опухолевый рост,

обладают повышенным содержанием ХС [146, 147].

Ловастатин и его аналоги не только снижают возможность опухолевых клеток к

синтезу ХС в целом, но также активно влияют на образование разнообразных метаболитов

стероидной и нестероидной природы, поскольку при подавлении синтеза мевалоновой

кислоты подавляется также синтез многочисленных образующихся из нее метаболитов,

таких как долихол, геранилпирофосфат, фарнезилпирофосфат [65]. Долихол обладает

стимулирующим эффектом на синтез ДНК и связан со многими опухолевыми белками [36,

148]. Геранилпирофосфат и фарнезилпирофосфат необходимы для изопренилирования

внутриклеточных G-белков Ras и Rho, которые, в свою очередь, регулируют сигнальную

трансдукцию ряда мембранных рецепторов, важных для транскрипции генов, участвующих в

процессах пролиферации, дифференциации и апоптоза [9, 36, 147, 149].

По сравнению с клетками опухолей обычные клетки значительно более устойчивы к

антипролиферативному действию статинов [8, 22, 150].

Противоопухолевое действие было обнаружено не только у статинов, но и многих

ингибиторов поздних этапов биосинтеза ХС, например, у сарагосовых кислот, хлоротрицина,

антибиотика MC-031 [75,151]. Эти антибиотики подавляют фарнезилтрансферазу (КФ

2.5.1.58), необходимую для фарнезилирования многих белков. Подавляя фермент, указанные

препараты препятствуют созреванию и размещению в цитоплазматической мембране Ras-

белков, т.е. блокируют процессы, необходимые для полноценной экспрессии ras-онкогена и,

таким образом, препятствуют опухолевой трансформации клеток [68, 69, 147].

В настоящее время проводится активный поиск ингибиторов фарнезилтрансферазы.

Обнаружено, что способностью к подавлению этого фермента обладают многие микробные

вторичные метаболиты – пептицинамины A-F, образуемые Streptomyces, андрастины А-С,

образуемые Penicillium, глиотоксин, склеротиорин, тизанон, продуцируемые различными

штаммами грибов, и многие другие [152].

19

Подавление фарнезилирования Ras-белков наблюдается под воздействием многих

вторичных метаболитов – ИБС, главным образом грибного происхождения, в частности, под

влиянием глиотоксина и преуссомеринов, образуемых Preussia isomera и Marmonema

dematioides [153–155].

Выраженное цитостатическое действие в отношении ряда экспериментальных

опухолей оказывает аскофуранон. Помимо непосредственного влияния на опухоль этот

антибиотик усиливает противоопухолевую активность макрофагов и проявляет заметное

иммуномодулирующее действие. В его присутствии происходит резкое ингибирование

синтеза интерлейкина 2 в первичной культуре клеток селезенки, а также селективное

подавление синтеза рецепторов к этому интерлейкину у Т-лимфоцитов [77, 80, 81].

Как известно, синтез ХС и его поглощение клетками из кровотока строго

регулируются [21]. В этой регуляции особая роль принадлежит транскрипционным факторам

– протеинам, связывающим стеролрегулирующие элементы (sterol regulatory element-binding

proteins, SREBP). Поступая в аппарат Гольджи при нехватке ХС, эти протеины подвергаются

расщеплению, окончательному созреванию и после дальнейшей транслокации внутрь ядра

активируют гены, ответственные за синтез ХС и поглощение клеткой экзогенного ХС из

кровотока. Таким образом, белок, расщепляющий транскрипционные элементы SREBP,

необходимый для их созревания, выполняет функцию важнейшего регуляторного фактора в

биосинтезе ХС [17, 156].

При сверхэкспрессии указанного белка происходит усиленное расщепление и

созревание факторов SREBP и, как следствие, активная выработка основных ключевых

ферментов мевалонатного синтеза – HMG-CoA-синтазы, HMG-CoA-редуктазы,

фарнезилпирофосфатсинтазы (КФ 2.5.1.10) и скваленсинтазы. Под воздействием мужских

половых гормонов – андрогенов подобная активация синтеза ХС происходит даже при

высокой внутриклеточной концентрации ХС [36].

В опухолевых клетках обратная связь в регуляции транскрипционных факторов

SREBP серьезно нарушена и под воздействием андрогенов происходит постоянное активное

созревание SREBP. Не удивительно, что андрогены играют важнейшую регуляторную роль в

развитии рака простаты.

Ферментативные процессы, осуществляемые основными белками стеролового синтеза

– HMG-CoA-синтазой, HMG-CoA-редуктазой, фарнезилпирофосфатсинтазой и

скваленсинтазой – чрезвычайно важны для функционирования опухолевых клеток, в

которых эти ферменты, как правило, проявляют повышенную активность. ИБС, подавляя их

активность, оказывают противоопухолевое действие [9, 22, 36].

Перечисленные ферменты, будучи чрезвычайно активными в опухолевых клетках,

тем не менее, не утрачивают способности к восприятию механизмов обратной регуляции,

20

что позволяет, используя различные продукты биосинтеза ХС, усилить действие многих

специфических ингибиторов. Например, токотриенолы – изомеры витамина Е, содержащие

изопреноидные компоненты, усиливают противоопухолевое действие ловастатина, проявляя

с ним синнергидный эффект в подавлении HMG-CoA-редуктазы [157].

Одним из наиболее важных ферментов биосинтеза стеролов, играющим роль

своеобразного переключателя на одном из этапов синтеза ХС, является скваленсинтаза [158].

После образования фарнезилпирофосфата происходит разделение метаболического

пути на стерольную и нестерольную ветви, после чего становится возможным образование

нестерольных изопреноидов (схема 2) [16, 22, 36, 70, 72, 158]. Активация скваленсинтазы

способствует переключению изопреноидного синтеза с образования нестероидных

изопреноидов на синтез сквалена, ведущего, в конечном счете, к образованию ХС [158].

В ряде опухолевых клеток (в первую очередь в клетках опухоли простаты)

наблюдается усиление экспрессии скваленсинтазы (как и других основных ферментов

мевалонатного пути). В результате переключения с образования нестероидных изопреноидов

на синтез сквалена происходит активация синтеза ХС и одновременно утрачивается

способность к апоптозу. В конечном счете, опухолевые клетки приобретают способность к

неограниченному росту. Таким образом, ингибиторы скваленсинтазы могут оказаться

действенными противоопухолевыми препаратами [22, 158].

В целом, взаимосвязь процессов синтеза ХС и канцерогенеза основана на той роли,

которую многочисленные метаболиты, прямо или косвенно связанные с биосинтезом ХС,

играют в канцерогенезе. ИБС, подавляющие отдельные этапы биосинтеза ХС, способны

оказать подавляющее действие на развитие опухолевых клеток.

Справедливости ради необходимо признать, что противоопухолевый эффект,

наблюдаемый под действием ИБС, практически всегда достигается при использовании

чрезвычайно высоких доз исследуемых препаратов, многократно превышающих дозы,

необходимые для лечения и профилактики атеросклероза. Например, выраженный

противоопухолевый эффект ловастатина для лечения отдельных видов опухолей наступает

лишь при дозе препарата 30–35 мг/кг/день и выше. Дозы правастатина и симвастатина

несколько ниже, но также велики [7, 135]. К сожалению, статины, применяемые в высокой

дозе, могут сами спровоцировать рак [7, 136].

Противоопухолевое действие ИБС в значительной степени обусловлено их

способностью вызывать апоптоз в клетках разных опухолей [7, 134, 135, 144, 149, 159].

Ловастатин вызывает апоптоз в клетках мономиелоцитного лейкоза, солидных опухолей

рабдомиосаркомы и медуллобластомы, злокачественной мезотелиомы, астроцитомы,

чешуйчато-клеточной карциномы головы и шеи [160–162]. По своей чувствительности к

воздействию статинов и вызываемому ими апоптозу опухолевые клетки сильно различаются

Схема 2

21

между собой. Наименее чувствительными оказались клетки острой лимфобластной лейкемии

[7].

Механизм апоптоза, вызываемого статинами, связан как с усилением ими экспрессии

проапоптотических белков (т.е. Bax и Bim) [163], так и с подавлением антиапоптотического

белка Bcl-2 [22, 150]. Ловастатин увеличивал уровень Bim и индуцировал гибель клеток

глиобластомы [161]. В клетках эпителиомы простаты и в клетках лейкемии ловастатин

вызывал апоптоз путем активации каспазы-3 и каспазы-7, соответственно [164].

Церивастатин вызывал гибель миеломных опухолевых клеток человека путем активации

каспазы-3, каспазы-8 и каспазы-9 [162,165]. Питавастатин и аторвастатин вызывали апоптоз

клеток холангиосаркомы путем активации каспазы-3 [159]. Одним из наиболее сильных

индукторов апоптоза оказался церивастатин [166].

Таким образом, на основе микробных метаболитов – ИБС возможна разработка

противовирусных и противоопухолевых лекарственных препаратов, механизм действия

которых связан с различными биологическими процессами, в том числе с индукцией

апоптоза.

Альтернативные пути биосинтеза изопреноидов, перспективные мишени для

антимикробной терапии

Важным промежуточным продуктом в биосинтезе стеролов является

изопентилпирофосфат (С5) (схема 1). Этот метаболит выступает предшественником не

только ХС животных и стеролов микроорганизмов, но также многих других чрезвычайно

важных для жизни клеток соединений, построенных на основе 5-углеродных изопреноидных

субъединиц – многочисленных изопреноидов [22].

Изопреноиды широко распространены в природе, весьма разнообразны по

химической структуре и биологическим свойствам. Присущие как эукариотным, так и

прокариотным организмам, изопреноидные структуры выполняют важнейшие функции,

участвуя в процессах фотосинтеза (в составе каротиноидов, хлорофиллов, пластохинона),

дыхания (убихинон), гормональной регуляции (стеролы), регуляции роста и развития (в

составе цитокинов, пренилированных белков), в защите от патогенов и передаче сигнальной

информации (Ras белки), в везикулярном транспорте внутрь клетки (Rab-белки).

Изопреноиды влияют на структуру мембран (в составе стеролов, долихолов, каротиноидов и

др.), у бактерий они включены также в состав липидного переносчика, необходимого для

синтеза клеточной стенки. Семейство изопреноидов насчитывает свыше 23 тысяч

соединений. Подавление биосинтеза изопреноидов – мощный способ воздействия на

физиологию клетки [72, 147, 167].

22

В образовании необходимого для биосинтеза изопреноидов изопентилпирофосфата

выявлены два альтернативных варианта – подробно описанный ранее мевалонатный путь,

присущий эукариотным организмам, архебактериям, большинству грамположительных

кокков, многим стрептомицетам, и немевалонатный, так называемый пируват-

глицеральдегидфосфатный (метилэритритолфосфатный) путь. Последний биохимический

процесс начинается с конденсации молекул пирувата и D-глицеральдегид-3-фосфата с

образованием D-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфата. В результате нескольких дальнейших

реакций, включающих в себя трансформацию в 2-С-метил-D-эритритол-4-фосфат,

превращение в 4-(цитидин-5’-дифосфо)-2-С-метил-D-эритритол и фосфорилирование,

образуется изопентилпирофосфат (схема 3) [167–171].

Немевалонатный путь биосинтеза выявлен у Bacillus subtilis, Mycobacterium

tuberculosis, цианобактерий, подавляющего большинства грамотрицательных бактерий, в том

числе Escherichia coli, Haemophilus influenza, Helicobacter pylori, Pseudomonas mevalonii

[172]. Два последних организма обладают HMG-CoA-редуктазой, но лишены других

ферментов мевалонатного синтеза. Благодаря наличию HMG-CoA-редуктазы, P. mevalonii

преобразует мевалонат в HMG-CoA, что способствует использованию мевалоната в качестве

источника углерода. Немевалонатный путь биосинтеза изопреноидов выявлен также у

малярийного паразита Plasmodium falciparum [167, 172, 173].

Для растений характерно наличие обоих путей биосинтеза изопентилпирофосфата, и

многие образуемые ими изопреноиды имеют смешанное происхождение [167, 170, 174].

Наличие немевалонатного пути биосинтеза изопреноидов у ряда возбудителей и его

отсутствие в организме человека создает благоприятную возможность для разработки мало

токсичных лекарственных препаратов, действующих на реакции немевалонатного пути [170,

175–177]. Такими препаратами являются терпеноидный антибиотик, образуемый одним из

штаммов Streptomyces [178], а также фосмидомицин (=FR431564) и его аналоги FR4900098 и

FR433289. Первоначально полученный химическим синтезом, а позднее выделенный как

вторичный метаболит Streptomyces lavendulae, фосмидомицин проявлял антибиотическую

активность главным образом в отношении грамотрицательных бактерий. Фосмидомицин

подавлял экспериментальный сепсис у мышей, вызванный возбудителями брюшного тифа и

туляремии [179]. В настоящее время этот антибиотик рассматривается также как

перспективный препарат для лечения малярии [124, 170, 180].

Тщательное сопоставление выявленных у человека ферментов мевалонатного

биосинтеза стеролов с соответствующими ферментами, обнаруженными у

грамположительных кокков и других микроорганизмов, показало значительное структурное

разнообразие этих ферментов. При сравнении аминокислотных последовательностей HMG-

CoA-редуктазы, выделенной из разных организмов, и сопоставлении нуклеотидных

Схема 3

23

последовательностей кодирующих этот фермент генов удалось выявить два класса HMG-

CoA-редуктаз. Класс I, характерный для эукариот, обнаружен у большинства изученных

видов грибов, архебактерий и стрептомицетов и класс II, выявленный у стафилококков,

стрептококков и энтерококков, имеющий заметное структурное сходство с ферментом P.

mevalonii [17, 173, 181–183].

У стафилококков и энтерококков HMG-CoA-редуктазная активность сопряжена с

другой важной активностью мевалонатного пути – ацетил-CoA-ацетил-трансферазной (=

тиолазной) активностью. Обе активности присущи единому бифункциональному

полипептиду, т.е. ферментативные процессы 1-й и 3-й реакции мевалонатного синтеза у этих

организмов являются результатом функционирования продукта единого гена [173, 182–184].

Серьезные отличия имеются также у других ферментов мевалонатного пути

биосинтеза стеролов. Ферменты, выделенные из разных организмов, различаются по

фармакокинетическим характеристикам и чувствительности к действию различных

ингибиторов. Тот факт, что ферменты мевалонатного пути биосинтеза стеролов у

микроорганизмов имеют столь сильные отличия от ферментов человека, позволяет считать

их также важными мишенями для возможного антимикробного действия [167, 173, 182, 183,

185].

В настоящее время имеются сведения о том, что многие микробные метаболиты,

отобранные в качестве гиполипидемических препаратов, обладают иммуномодулирующей,

антиоксидантной активностью [186], подавляют рост грибов A. niger и C. albicans [187] и

формирование биопленок Pseudomonas aeruginosa [188].

Среди ингибиторов скваленсинтазы имеются микробные метаболиты, обладающие

активностью в отношении Staphylococcus aureus, являющегося причиной многих

госпитальных инфекций [189]. Устойчивость этого возбудителя к разнообразным факторам

иммунной системы во многом обеспечивается его каротиноидным пигментом

стафилоксантином. Биосинтез стафилоксантина состоит в конденсации двух молекул

фарнезилпирофосфата в пресквалендифосфат, который после структурной реорганизации и

утраты дифосфата, превращается в дегидросквален и в дальнейшем, после ряда превращений

(окисление, гликозилирование, этерификация) преобразуется в каротиноидный пигмент

стафилоксантин [171]. Таким образом, первый этап биосинтеза пигмента у стафилококка

сильно напоминает один из наиболее важных этапов биосинтеза ХС у людей – образование

сквалена, а катализирующая эту реакцию дегидроскваленсинтаза стафилококка, несмотря на

относительно небольшую гомологию последовательности (30% идентичности и 36%

схожести), обладает определенным структурным сходством со скваленсинтазой человека

[190, 191].

24

Среди 9 испытанных in vitro природных ингибиторов скваленсинтазы у трех

обнаружена способность к связыванию с ферментом стафилококка, а у одного отмечено

подавляющее действие на биосинтез стафилоксантина. Образующиеся под его действием

бесцветные колонии возбудителя обладали меньшей устойчивостью к защитному действию

крови человека [189].

Полезной областью применения ИБС может стать их использование в сочетанном

применении лекарственных препаратов. Способность ловастатина, симвастатина,

баверицинов и энниатина В к усилению действия азолов [90, 91, 117], а также способность

флювастатина к усилению действия каспофунгина, являющегося одним из представителей

новой группы противогрибковых препаратов – ингибиторов биосинтеза клеточной стенки

грибов, эхинокандинов [92], позволяет с еще большим оптимизмом оценивать перспективы

применения ИБС в противогрибковой терапии.

Наконец, весьма неожиданной областью использования ИБС может стать их

применение в лечении болезни Альцгеймера. Недавние исследования показали, что

характерное для этого заболевания накопление β-амилоидных пептидов, в особенности Aβ42-

пептида, в участках мозга, ответственных за распознавание, тесно связано с гомеостазом ХС

и, в частности, с образованием эфиров под действием ACAT. Оказалось, что природные

ингибиторы ACAT бавериолиды 1 и 3, образуемые грибным штаммом Beauveria sp. FO-6979,

а также аналогичные им препараты, получаемые путем полного химического синтеза,

являются активными ингибиторами секреции β-амилоидных пептидов Aβ40 и Aβ42 in vitro

[108].

Таким образом, изучение столь сложного, многогранного и чрезвычайно важного

процесса как биосинтез стеролов, открывает самые широкие перспективы для воздействия на

многие жизненно важные процессы организма, позволяет наметить пути создания новых

лекарственных препаратов, эффективных для лечения различных функциональных

расстройств и инфекционных заболеваний, в том числе таких серьезных, как атеросклероз и

злокачественные новообразования, а также различные инфекции микробной и вирусной

этиологии.

25

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Тренин А.С. // Прикл. биохимия и микробиол. 1998. Т. 34. C. 131–138. 2. Hatori H., Sato B., Sato I., Shibata T., Tsurumi Y., Sakamoto K., Takase S., Ueda H., Hino M., Fujii T.

// J. Antibiot., Tokyo. 2004. V. 57. P. 264–270. 3. Hatori H., Shibata T., Tsurumi Y., Nakanishi T., Katsuoka M., Ohtsu Y., Sakamoto K., Takase S.,

Ueda H., Hino M., Fujii T. // J. Antibiot., Tokyo. 2004. V. 57. P. 253–259. 4. Тренин А.С., Катруха Г.С. // Хим.-фарм. ж-л. 1997. Т. 31. № 9. C. 5–16. 5. Nissen S.E., Nicholls S.J., Sipahi I., Libby P., Raichlen J., Ballantyne C.M., Davignon J., Erbel R.,

Fruchart J.C., Tardif J.C., Schoenhagen P., Crowe T., Cain V., Wolski K., Goormastic M., Tuzcu E.M.; ASTEROID Investigators. // JAMA. 2006. V. 295. P. 1556–1565.

6. Trapani L., Segatto M., Pallottini V. // World J. Hepatol. 2012. V. 4. P. 184–190. 7. Hindler K., Cleeland C.S., Rivera E., Collard C.D. // Oncologist. 2006. V. 11. P. 306–315. 8. Sławińska A., Kandefer-Szerszeń M. // Postepy Hig. Med. Dosw. (online). 2008. V. 62. P. 393–404. 9. Garcia-Ruiz C., Morales A., Fernandez-Checa J.C. // Anticancer Agents Med. Chem. 2012. V. 12. P.

303–315. 10. Vicente M.F., Basilio A., Cabello A., Peláez F. // Clin. Microbiol. Infect. 2003. V. 9. P. 15–32. 11. Espinel-Ingroff A. // Rev. Iberoam. Micol. 2009. V. 26. P. 15–22. 12. Nosanchuk J.D. // Recent Pat. Antiinfect. Drug Discov. 2006. V. 1. P. 75–84. 13. Kathiravan M.K.,Salake A.B., Chothe A.S., Dudhe P.B., Watode R.P., Mukta M.S., Gadhwe S. //

Bioorg. Med. Chem. 2012. V. 20. P. 5678–5698. 14. Haustedt L.O., Mang C., Siems K., Schiewe H. // Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 2006. V. 9. P. 445–

462. 15. Donadio S., Maffioli S., Monciardini P., Sosio M., Jabes D. // J. Antibiot, Tokyo. 2010. V. 63. P. 423–

430. 16. Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry, 5th edition: International Version. New York:

W.H. Freeman and Company, 2002. 1100 p. 17. Burg J.S., Espenshade P.J. // Prog. Lipid Res. 2011. V. 50. P. 403–410. 18. Clinkenbeard K.D., Reed W.D., Mooney R.A., Lane M.D. // J. Biol. Chem. 1975. V. 250. P. 3108–

3116. 19. Bellamine A., Mangla A.T., Dennis A.L., Nes W.D., Waterman M.R. // J. Lipid Res. 2001. V. 42. P.

128–136. 20. Mitsuguchi H., Seshime Y., Fujii I., Shibuya M., Ebizuka Y., Kushiro T. // J. Am. Chem. Soc. 2009. V.

131. P. 6402–6411. 21. Brown M.S., Goldstein J.L. // Cell. 1997. V. 89. P. 331–340. 22. Mo H., Elson C.E. // Exp. Biol. Med. 2004. V. 229. P. 567–585. 23. DeBose-Boyd R.A. // Cell Res. 2008. V. 18. P. 609–621. 24. Charlton-Menys V., Durrington P.N. // Drugs. 2007. V. 67. P. 11–16. 25. Shiomi M., Yamada S., Amano Y., Nishimoto T., Ito T. // Br. J. Pharmacol. 2008. V. 154. P. 949–957. 26. Do R., Kiss R.S., Gaudet D., Engert J.C. // Clin. Genet. 2009. V. 75. P. 19–29. 27. Tomoda H., Omura S. // Kitasato Arch. Exp. Med. 1993 Apr. V. 65. Suppl. P. 1–12. 28. Kumagai H., Tomoda H., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1990. V. 43. P. 397–402. 29. Sunazuka T., Tsuzuki K., Kumagai H., Tomoda H., Tanaka H., Nagashima H., Hashizume H.,

Omura S. // J. Antibiot., Tokyo. 1992. V. 45. P. 1139–1147. 30. Tomoda H., Kumagai H., Tanaka H., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1993. V. 46. P. 872–874. 31. Pojer F., Ferrer J.-L., Richard S.B.,. Nagegowda D.A., Chye M.-L., Bach T.J., Noel J.P. // Proc. Natl.

Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 11491–11496. 32. Kumagai H., Tomoda H., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 563–567.

26

33. Kotake C., Yamasaki T., Moriyama T., Shinoda M., Komiyama N., Furumai T., Konishi M., Oki T. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 1442–1450.

34. Kuhnt D., Anke T., Besl H., Bross M., Herrmann R., Mocek U., Steffan B., Steglich W. // J. Antibiot, Tokyo. 1990. V. 43. P. 1413–1420.

35. Blum A., Simsolo C., Hasin Y. // Atherosclerosis. 2004. V. 175. P. 1–5. 36. Gauthaman K., Fong C.Y., Bongso A. // J. Cell Biochem. 2009. V. 106. P. 975–983. 37. Бибикова М.В., Бондарева Н.С. // Антибиот. и химиотер. 1998. Т. 43. № 8. С. 34–39. 38. Endo A. // J. Lipid Res. 1992. V. 33. P. 1569–1582. 39. Istvan E. // Atheroscler. Suppl. 2003. V. 4. P. 3–8. 40. Endo A., Kuroda M., Tsujita Y. // J. Antibiot, Tokyo. 1976. V. 29. P. 1346–1348. 41. Collins R., Armitage J., Parish S., Sleigh P., Peto R. // Lancet. 2003. V. 361. N. 9374. P. 2005–2016. 42. Soeda T., Uemura S., Okayama S., Kawakami R., Sugawara Y., Nakagawa H., Matsumoto T., Sung

J.H., Nishida T., Senoo A., Somekawa S., Takeda Y., Ishigami K., Kawata H., Horii M., Saito Y. // Circ. J. 2011. V. 75. P. 2621–2627.

43. Corsini A., Ceska R. // Curr. Med. Res. Opin. 2011. V. 27. P. 1551–1562. 44. García I., Fall Y., Gómez G. // Curr. Top. Med. Chem. 2012. V. 12. P. 895–919. 45. Patel J.M. Biocatalytic synthesis of atorvastatin intermediates. // J. Mol. Catal. B: Enzym. 2009. V.

61. P. 123–128. 46. Hatori H., Sato B., Sato I., Shibata T., Ueda H., Hino M., Fujii T. // J. Antibiot, Tokyo. 2004. V. 57. P.

390–393. 47. Hatori H., Shibata T., Nishikawa M., Ueda H., Hino M., Fujii T. // J. Antibiot, Tokyo. 2004. V. 57. P.

260–263. 48. Inoue M., Nakada M. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. P. 4164–4165. 49. Murakawa S., Sakai K., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1994. V. 47. P. 108–109. 50. da Costa R.F., Freire V.N., Bezerra E.M., Cavada B.S., Caetano E.W., de Lima Filho J.L.,

Albuquerque E.L. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2012. V. 14. P. 1389–1398. 51. Hendrickson L., Davis C.R., Roach C., Nguyen D.K., Aldrich T., McAda P.C., Reeves C.D. // Chem.

Biol. 1999. V. 6. P. 429–439. 52. Kleinkauf H., von Döhren H. // J. Antibiot, Tokyo. 1995. V. 48. P. 563–567. 53. Тренин А.С. // Антибиотики и химиотер. 1995. Т. 40. С. 57–62. 54. Lee T.J., Holtz W.J., Smith R.L., Alberts A.W., Gilfillan J.L. // J. Med. Chem. 1991. V. 34. P. 2474–

2477. 55. Schneider P., Misiek M., Hoffmeister D. // Mol. Pharm. 2008. V. 5. P. 234–242. 56. Serizawa N., Serizawa S., Nakagawa K., Furuya K., Okazaki T., Terahara A. // J. Antibiot, Tokyo.

1983. V. 36. 887–891. 57. Yamashita H., Tsubokawa S., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1985. V. 38. P. 605–609. 58. Joshua H., Schwartz M.S., Wilson K.E. // J. Antibiot, Tokyo. 1991. V. 44. P. 366–370. 59. Tsujita Y., Kuroda M., Shimada Y., Tanzawa K., Arai M., Kaneko I., Tanaka M., Masuda H.,

Tarumi C., Watanabe Y., Fujii S. // Biochim. Biophys. Acta. 1986. V. 877. P. 50–60. 60. Hasumi K., Arahira M., Sakai K., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1987. V. 40. P. 224–226. 61. Ogawa H., Hasumi K., Sakai K., Murakawa S., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1991. V. 44. P. 762–

767. 62. Park J.K., Sakai K., Ogawa H., Hasumi K., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1993. V. 46. P. 1170–1172. 63. Bobek P., Hromadová M., Ozdín L. // Experientia. 1995. V. 51. P. 589–591. 64. Seiki S., Frishman W.H. // Cardiol. Rev. 2009. V. 17. P. 70–76. 65. Chugh A., Ray A., Gupta J.B. // Prog. Lipid. Res. 2003. V. 42. P. 37–50. 66. Belter A., Skupinska M., Giel-Pietraszuk M., Grabarkiewicz T., Rychlewski L., Barciszewski J. // Biol.

Chem. 2011. V. 392. P. 1053–1075.

27

67. Onishi J.C., Milligan J.A., Basilio A., Bergstrom J., Curotto J., Huang L., Meinz M., Nallin-Omstead M., Pelaez F., Rew D., Salvatore M., Thompson J., Vicente F., Kurtz M.B. // J. Antibiot, Tokyo. 1997. V. 50. P. 334–338.

68. Bergstrom J.D., Dufresne C., Bills G.F., Nallin-Omstead M., Byrne K. // Annu. Rev. Microbiol. 1995. V. 49. P. 607–639.

69. Lindsey S., Harwood H.J.Jr. // J. Biol. Chem. 1995. V. 270. P. 9083–9096. 70. Weivoda M.M., Hohl R.J. // Endocrinol. 2011. V. 152. P. 3113–3122. 71. Ponpipom M.M., Girotra N.N., Bugianesi R.L., Roberts C.D., Berger G.D., Burk R.M., Marquis R.W.,

Parsons W.H., Bartizal K.F., Bergstom J.D., Kurtz M.M., Onoshi J.C., Rew D.J. // J. Med. Chem. 1994. V. 37. P. 4031–4051.

72. Menys V.C., Durrington P.N. // Br. J. Pharmacol. 2003. V. 139. P. 881–882. 73. Jones C.A., Sidebottom P.J., Cannell R.J., Noble D., Rudd B.A. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P.

1492–1498. 74. Cannell R.J., Dawson M.J., Hale R.S., Hall R.M., Noble D., Lynn S., Taylor N.L. // J. Antibiot, Tokyo.

1993. V. 46. P. 1381–1389. 75. Middleton R.F., Foster G., Cannell R.J., Sidebottom P.J., Taylor N.L., Noble D., Todd M., Dawson

M.J., Lawrence G.C. // J. Antibiot, Tokyo. 1995. V. 48. P. 311–316. 76. Nakamura S. // Chem. Pharm. Bull, Tokyo. 2005. V. 53. P. 1–10. 77. Magae J., Nagai K., Ando K., Yamasaki M., Tamura G. // J. Antibiot, Tokyo. 1983. V. 36. P. 892–899. 78. Терехова Л.П., Тренин А.С., Озерская С.М., Руденская Ю.А., Максимова Т.С., Катруха Г.С.,

Толстых И.В., Зенкова В.А., Федорова Г.Б., Потапова Н.П., Косых В.А. // Микробиология. 1997. Т. 66. С. 611–615.

79. Тренин А.С. // Антибиот. и химиотер. 1999. Т. 44. № 9. C. 7–9. 80. Magae J., Hotta M., Nagai K., Suzuki S., Ando K., Yamasaki M., Tamura G. // J. Antibiot, Tokyo.

1986. V. 39. P. 676–681. 81. Magae J., Suzuki S., Nagai K., Yamasaki M., Ando K., Tamura G. // Cancer Res. 1986. V. 46. P.

1073–1078. 82. Grabley S., Hammann P., Hütter K., Kirsch R., Kluge H., Thiericke R., Mayer M., Zeeck A. // J.

Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 1176–1181. 83. Kawashima A., Nakamura Y., Ohta Y., Akama T., Yamagishi M., Hanada K. // J. Antibiot, Tokyo.

1992. V. 45. P. 207–212. 84. Терехова Л.П., Галатенко О.А., Тренин А.С., Толстых И.В., Зенкова В.А.,. Жухлистова Н.Е,

Ольховатова О.Л., Малкина Н.Д., Бойкова Ю.В., Устинова Е.В., Катруха Г.С. // Антибиотики и химиотер. 2008. Т. 53. № 7–8 С. 3–7.

85. Kuroda M., Endo A. // Biochim. Biophys. Acta. 1976. V. 486. P. 70–81. 86. Ishida K., Rodrigues J.C., Ribeiro M.D., Vila T.V., de Souza W., Urbina J.A., Nakamura C.V.,

Rozental S. // BMC Microbiol. 2009. V. 20. № 9. Art. 74. P. 1–12. 87. Burton P.M., Swinney D.C., Heller R., Dunlap B., Chiou M., Malonzo E., Haller J., Walker K.A.,

Salari A., Murakami S., Mendizabal G., Tokes L. // Biochem. Pharmacol. 1995. V. 50. P. 529–544. 88. Odds F.C. // Rev. Iberoam. Micol. 2005. V. 22. P. 229–237. 89. Lepesheva G.I., Waterman M.R. // Curr. Top. Med. Chem. 2011. V. 11. P. 2060–2071. 90. Urbina J.A., Lazardi K., Marchan E., Visbal G., Aguirre T., Piras M.M., Piras R., Maldonado R.A.,

Payares G., de Souza W. // Antimicrob. Agents Chemother. 1993. V. 37. P. 580–591. 91. Grellier P., Valentin A., Millerioux V., Schrevel J., Rigomier D. // Antimicrob. Agents Chemother.

1994. V. 38. P. 1144–1148. 92. Natesan S.K., Chandrasekar P.H., Alangaden G.J., Manavathu E.K. // Diagn. Microbiol. Infect Dis.

2008. V. 60. P. 369–373. 93. O'Sullivan J., Phillipson D.W., Kirsch D.R., Fisher S.M., Lai M.H., Trejo W.H. // J. Antibiot, Tokyo.

1992. V. 45. P. 306–312. 94. Matsukuma S., Ohtsuka T., Kotaki H., Shirai H., Sano T., Watanabe K., Nakayama N., Itezono Y.,

Fujiu M., Shimma N., Yokose K., Okuda T. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 151–159.

28

95. Remsburg B., Phillipson D.W., O'Sullivan J. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 420–423. 96. Aoki Y., Yoshihara F., Kondoh M., Nakamura Y., Nakayama N., Arisawa M. // Antimicrob. Agents

Chemother. 1993. V. 37. P. 2662–2667. 97. Schwartz R.E., Dufresne C., Flor J.E., Kempf A.J., Wilson K.E., Lam T., Onishi J., Milligan J.,

Fromtling R.A., Abruzzo GK, Jenkins R., Glazomitsky K., Bills G., Zitano L., del Val. S.M., Omstead M.N. // J. Antibiot, Tokyo. 1991. V. 44. P. 463–471.

98. Шашков А. С., Цветков Д.Е., Лапчинская О.А., Куляева В.В., Федорова Г.Б., Тренин А.С., Гладких Е.Г., Погожева В.В., Макарова М.О., Орлова Г.И., Катруха Г.С., Нифантьев Н.Э. // Известия РАН. Серия химическая. 2011. Т. 60. С. 2365–2370.

99. Leon C., Hill J.S., Wasan K.M. // Pharm. Res. 2005. V. 22. P. 1578–1588. 100. Farese R.V. Jr. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2006. V. 26. P. 1684–1686. 101. Sakai K., Watanabe K., Masuda K., Tsuji M., Hasumi K., Endo A. // J. Antibiot, Tokyo. 1995. V.48. P.

447–456. 102. Tomoda H., Kim Y.K., Nishida H., Masuma R., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1994. V. 47. P. 148–

153. 103. Das A., Davis M.A., Tomoda H. Omura S., Rudel L.L. // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. P. 10 453–

10 460. 104. Ohshiro T., Rudel L.L., Omura S., Tomoda H. // J. Antibiot, Tokyo. 2007. V. 60. P. 43–51. 105. Tomoda H., Doi T. // Acc. Chem. Res. 2008. V. 41. P. 32–39. 106. Ghosh I., Kishi Y., Tomoda H., Omura S. // Org. Lett. 2004. V. 6. P. 4719–4722. 107. Ohshiro T., Matsuda D., Nagai K., Doi T., Sunazuka T., Takahashi T., Rudel L.L., Omura S.,

Tomoda H. // Chem. Pharm. Bull, Tokyo. 2009. V. 57. P. 377–381. 108. Witter D.P., Chen Y., Rogel J.K., Boldt G.E., Wentworth P. Jr. // Chembiochem. 2009. V. 10. P. 1344–

1347. 109. Wang Q., Xu L. // Molecules. 2012. V. 17. P. 2367–2377. 110. Tomoda H., Huang X.H., Cao J., Nishida H., Nagao R., Okuda S., Tanaka H., Omura S., Arai H.,

Inoue K. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V. 45. P. 1626–1632. 111. Tomoda H., Nishida H., Huang X-H., Masuma R., Kim Y.K., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1992. V.

45. P. 1207–1215. 112. Тренин А.С., Толстых И.В., Терехова Л.П., Зенкова В.А., Макарова М.О., Гладких Е.Г.,

Бычкова О.П., Катруха Г.С., Дудник Ю.В. // Антибиотики и химиотер. 2000. Т. 45. № 4. C. 6–9. 113. Firáková S., Proksa B., Sturdíkova M. // Pharmazie. 2007. V. 62. P. 563–568. 114. Yamazaki H., Kobayashi K., Matsuda D., Nonaka K., Masuma R., Omura S., Tomoda H. // J. Antibiot,

Tokyo. 2009. V. 62. P. 195–200. 115. Sakai K., Ohte S., Ohshiro T., Matsuda D., Masuma R., Rudel L.L., Tomoda H. // J. Antibiot, Tokyo.

2008. V. 61. P. 568–572. 116. Тренин А.С., Терехова Л.П., Толстых И.В., Зенкова В.А., Федорова Г.Б., Катруха Г.С. //

Антибиотики и химиотер. 2003. Т. 48. № 1. C. 3–8. 117. Fukuda T., Arai M., Yamaguchi Y., Masuma R., Tomoda H., Omura S. // J. Antibiot., Tokyo. 2004. V.

57. P. 110–116. 118. Tomoda H., Omura S. // Pharmacol. Ther. 2007. V. 115. P. 375–389. 119. Ohshiro T., Tomoda H. // Future Med. Chem. 2011. V. 3. P. 2039–2061. 120. Netherland C., Thewke D.P. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. V. 398. № 4. P. 671–676. 121. Ohshiro T., Matsuda D., Sakai K., Degirolamo C., Yagyu H., Rudel L.L., Omura S., Ishibashi S.,

Tomoda H. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2011. V. 31. P. 1108–1115. 122. Endo A., Kuroda M. // J. Antibiot, Tokyo. 1976. V. 29. P. 841–843. 123. Kadam S., Poddig J., Humphrey P., Karwowski J., Jackson M., Tennent S., Fung L., Hochlowski J.,

Rasmussen R., McAlpine J. // J. Antibiot, Tokyo. 1994. V. 47. P. 836–839. 124. Zhang B., Watts K.M., Hodge D., Kemp L.M., Hunstad D.A., Hicks L.M., Odom A.R. // Biochemistry.

2011. V. 50. P. 3570–3577.

29

125. Chen L., Liu W., Hu X., Huang K., Wu J.L., Zhang Q.Q. // Chem. Pharm. Bull., Tokyo. 2011. V. 59. P. 515–517.

126. Liu S., Rodriguez A.V., Tosteson M.T. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006. V. 347. P. 51–59. 127. Mohan K.V., Muller J., Atreya C.D. // Arch. Virol. 2008. V. 153. P. 2283–2290. 128. Gower T.L., Graham B.S. // Antimicrob. Agents Chemother. 2001. V. 45. P. 1231–1237. 129. Amet T., Nonaka M., Dewan M.Z., Saitoh Y., Qi X., Ichinose S., Yamamoto N., Yamaoka S. // Microbes

Infect. 2008. V. 10. P. 471–480. 130. Rahman H., Austin B., Mitchell W.J., Morris P.C., Jamieson D.J., Adams D.R., Spragg A.M.,

Schweizer M. // Pharmacotherapy. 2008. V. 28. P. 913–919. 131. Moore R.D., Bartlett J.G., Gallant J.E. // PLoS One. 2011. V. 6. № 7. e21843. 132. Бибикова М.В., Носик Д.Н., Лобыч О.А., Чмель Я.В., Катлинский А.В. // Антибиотики и

химиотер. 2004. Т. 49. № 1. С. 14–16. 133. Blanc M., Hsieh W.Y., Robertson K.A., Watterson S., Shui G., Lacaze P., Khondoker M., Dickinson P.,

Sing G., Rodríguez-Martín S., Phelan P., Forster T., Strobl B., Müller M., Riemersma R., Osborne T., Wenk M.R., Angulo A., Ghazal P. // PLoS Biol. 2011. V. 9. P. 1–19.

134. Zhou Q., Liao J.K. // Curr. Pharm. Des. 2009. V. 15. P. 3108–3115. 135. Zhou Q., Liao J.K. // Curr. Pharm. Des. 2009. V. 15. P. 467–478. 136. Zhou Q., Liao J.K. // Circ. J. 2010. V. 74. P. 818–826. 137. Taoufiq Z., Pino P., N'dilimabaka N., Arrouss I., Assi S., Soubrier F., Rebollo A., Mazier D. // Malar.

J. 2011. V. 10. № 52. P. 1–9. 138. Haendeler J., Hoffmann J., Diehl J.F., Vasa M., Spyridopoulos I., Zeiher A.M., Dimmeler S. // Circ.

Res. 2004. V. 94. P. 768–775. 139. Assmus B., Urbich C., Aicher A., Hofmann W.K., Haendeler J., Rössig L., Spyridopoulos I.,

Zeiher A.M., Dimmeler S. // Circ. Res. 2003. V. 92. P. 1049–1055. 140. Леонтьева О.В., Тренин А.С., Бухман В.М., Дудник Ю.В. // Антибиотики и химиотер. 1999. Т.

44. № 2. С. 13–18. 141. Ahern T.P., Pedersen L., Tarp M., Cronin-Fenton D.P., Garne J.P., Silliman R.A., Sørensen H.T.,

Lash T.L. // J. Natl. Cancer Inst. 2011. V. 103. P. 1461–1468. 142. Issat T., Nowis D., Legat M., Makowski M., Klejman M.P., Urbanski J., Skierski J., Koronkiewicz M.,

Stoklosa T., Brzezinska A., Bil J., Gietka J., Jakóbisiak M., Golab J. // Int. J. Oncol. 2007. V. 30. P. 1413–1425.

143. Mistefa O., Stenius U. // Biochem. Pharmacol. 2009. V. 78. P. 1115–1126. 144. Thurnher M., Nussbaumer O., Gruenbacher G. // Clin. Cancer Res. 2012. V. 18. P. 3524–3531. 145. Chan K.K., Oza A.M., Siu L.L. // Clin. Cancer Res. 2003. V. 9. P. 10–19. 146. Marwali M.R., Rey-Ladino J., Dreolini L., Shaw D., Takei F. // Blood. 2003. V. 102. P. 215–222. 147. Fritz G. // Curr. Cancer Drug Targets. 2009. V. 9. P. 626–638. 148. Wejde J., Hjertman M., Carlberg M., Egestad B., Griffiths W.J., Sjövall J., Larsson O. // J. Cell.

Biochem. 1998. V. 71. P. 502–514. 149. Laezza C., Fiorentino L., Pisanti S., Gazzerro P., Caraglia M., Portella G., Vitale M., Bifulco M. // J.

Mol. Med., Berl. 2008. V. 86. P. 1341–1351. 150. Dimitroulakos J., Thai S., Wasfy G.H., Hedley D.W., Minden M.D., Penn L.Z. // Leuk. Lymphoma.

2000. V. 40. P. 167–178. 151. Yamamoto I., Nakagawa M., Hayakawa Y., Adachi K., Kobayashi E. // J. Antibiot, Tokyo. 1987. V.

40. P. 1452–1454. 152. Iwasaki S., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 2007. V. 60. P. 1–12. 153. Repko E.M., Maltese W.A. // J. Biol. Chem. 1989. V. 264. P. 9945–9952. 154. Van der Pyl D., Inokoshi J., Shiomi K., Yang H., Takeshima H., Omura S. // J. Antibiot, Tokyo. 1992.

V. 45. P. 1802–1805. 155. Dufresne C., Wilson K.E., Singh S.B., Zink D.L., Bergstrom J.D., Rew D., Polishook J.D., Meinz M.,

Huang L., Silverman K.C. // J. Nat. Prod. 1993. V. 56. P. 1923–1929. 156. Horton J.D., Goldstein J.L., Brown M.S. // J. Clin. Invest. 2002. V. 109. P. 1125–1131.

30

157. McAnally J.A., Gupta J., Sodhani S., Bravo L., Mo H. // Exp. Biol. Med. – 2007. V. 232. P. 523–531. 158. Brusselmans K., Timmermans L., Van de Sande T., Van Veldhoven P.P., Guan G., Shechter I.,

Claessens F., Verhoeven G., Swinnen J.V. // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. P. 18 777–18 785. 159. Kamigaki M., Sasaki T., Serikawa M., Inoue M., Kobayashi K., Itsuki H., Minami T., Yukutake M.,

Okazaki A., Ishigaki T., Ishii Y., Kosaka K., Chayama K. // Int. J. Oncol. 2011. V. 39. P. 561–568. 160. Shellman Y.G., Ribble D., Miller L., Gendall J., Vanbuskirk K., Kelly D., Norris D.A., Dellavalle R.P.

// Melanoma Res. 2005. V. 15. P. 83–89. 161. Jiang Z., Zheng X., Lytle R.A., Higashikubo R., Rich K.M. // J. Neurochem. 2004. V. 89. P. 168–178. 162. Cafforio P., Dammacco F., Gernone A., Silvestris F. // Carcinogenesis. 2005. V. 26. P. 883–891. 163. Agarwal B., Bhendwal S., Halmos B., Moss S.F., Ramey W.G., Holt P.R. // Clin. Cancer Res. 1999. V.

5. P. 2223–2229. 164. Wang I.K., Lin-Shiau S.Y., Lin J.K. // Pharmacol. Toxicol. 2000. V. 86. № 2. P. 83–91. 165. Wong W.W., Clendening J.W., Martirosyan A., Boutros P.C., Bros C., Khosravi F., Jurisica I.,

Stewart A.K., Bergsagel P.L., Penn L.Z. // Mol. Cancer Ther. 2007. V. 6. P. 1886–1897. 166. Wong W.W., Tan M.M., Xia Z., Dimitroulakos J., Minden M.D., Penn L.Z. // Clin. Cancer Res. 2001.

V. 7. P. 2067–2075. 167. Wanke M., Skorupinska-Tudek K., Swiezewska E. // Acta Biochim. Pol. 2001. V. 48. P. 663–672. 168. Rohmer M. // In “Comprehensive Natural Products Chemistry” /Eds. Barton D., Nakanishi K. Oxford:

Pergamon, 1999. V. 2. P. 45–67. 169. Kuzuyama T. // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2002. V. 166. P. 1619–1627. 170. Ершов Ю.В. // Прикл. биохимия и микробиол. 2007. Т. 43. № 2. С. 133–157. 171. Oldfield E. // Acc. Chem. Res. 2010. V. 43. P. 1216–1226. 172. Lüttgen H., Rohdich F., Herz S., Wungsintaweekul J., Hecht S., Schuhr C.A., Fellermeier M.,

Sagner S., Zenk M.H., Bacher A., Eisenreich M. // Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 2000. V. 97. P. 1062–1067.

173. Wilding E.I., Brown J.R., Bryant A.P., Chalker A.F., Holmes D.J., Ingraham K.A., Iordanescu S., So C.Y., Rosenberg M., Gwynn M.N. // J. Bacteriol. 2000. V. 182. P. 4319–4327.

174. Bach T.J., Boronat A., Campos N., Ferrer A., Vollack K.U. // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1999. V. 34. P. 107–122.

175. Ершов Ю.В. // Усп. Биол. химии. 2005. Т. 45. С. 307–354. 176. Ершов Ю.В., Мазикин К.В., Островский Д.Н. // Антибиотики и химиотер. 2010. Т. 55. № 5–6. С.

3–7. 177. Ramsden N.L., Buetow L., Dawson A., Kemp L.A., Ulaganathan V., Brenk R., Klebe G., Hunter W.N. //

J. Med. Chem. 2009. V. 52. P. 2531–2542. 178. Hamano Y., Dairi T., Yamamoto M., Kuzuyama T., Itoh N., Seto H. // Bioscience Biotechnol.

Biochemistry. 2002. V. 66. P. 808–819. 179. Потапов В.Д., Бахтеева И.В., Борзенков В.Н., Титарева Г.М., Виснер И., Бинюков В.И.,

Островский Д.Н., Бикетов С.Ф. // Антибиотики и химиотер. 2003. Т. 48. № 2. С. 9–12. 180. Lichtenthaler H.K., Zeidler J., Schwender J., Müller C. // Z. Naturforsch C. 2000. V. 55. P. 305–313. 181. Bochar D.A., Brown J.R., Doolittle W.F., Klenk H.P., Lam W., Schenk M.E., Stauffacher C.V.,

Rodwell V.W. // J. Bacteriol. 1997. V. 179. P. 3632–3638. 182. Wilding E.I., Kim D.Y., Bryant A.P., Gwynn M.N., Lunsford R.D., McDevitt D., Myers J.E. Jr.,

Rosenberg M., Sylvester D., Stauffacher C.V., Rodwell V.W. // J. Bacteriol. 2000. V. 182. P. 5147–5152.

183. Sutherlin A., Hedl M., Sanchez-Neri B., Burgner J.W. 2nd, Stauffacher C.V., Rodwell V.W. // J. Bacteriol. 2002. V. 184. P. 4065–4070.

184. Hedl M., Sutherlin A., Wilding E.I., Mazzulla M., McDevitt D., Lane P., Burgner J.W. 2nd, Lehnbeuter K.R., Stauffacher C.V., Gwynn M.N., Rodwell V.W. // J. Bacteriol. 2002. V. 184. P. 2116–2122.

185. Ferrand S., Tao J., Shen X., McGuire D., Schmid A., Glickman J.F., Schopfer U. // J. Biomol. Screen. 2011. V. 16. P. 637–46.

31

186. Бибикова М.В., Грамматикова Н.Э., Катлинский А.В., Пужевская Т.О. // Антибиотики и химиотер. 2009. Т. 54. № 7–8. С. 3–7.

187. Борисова Н.А., Чмель Я.В., Бибикова М.В., Катлинский А.В. // Антибиотики и химиотер. 2005. Т. 50. № 12. С. 12–15.

188. Бибикова М.В., Грамматикова Н.Э., Катлинский А.В., Михайлова Н.А., Пужевская Т.О. // Антибиотики и химиотер. 2009. Т.54. № 1–2. С. 10–13.

189. Liu C.I., Liu G.Y., Song Y., Yin F., Hensler M.E., Jeng W.Y., Nizet V., Wang A.H., Oldfield E.A. // Science. 2008. V. 319. № 5868. P. 1391–1394.

190. Song Y., Lin F.Y., Yin F., Hensler M., Rodrígues Poveda C.A., Mukkamala D., Cao R., Wang H., Morita C.T., González Pacanowska D., Nizet V., Oldfield E. // J. Med. Chem. 2009. V. 52. P. 976–988.

191. Kahlon A.K., Roy S., Sharma A. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2010. V. 28. P. 201–210.

32

Microbial metabolites that inhibit sterol biosynthesis, their chemical diversity and characteristics of mode of action

A. S. Trenin# # E-mail: as-trenin@mail.ru

Gause Institute of New Antibiotics, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russia

Inhibitors of sterol biosynthesis (ISB) are widespread in nature and characterized by appreciable

diversity both in their chemical structure and mode of action. Many of these inhibitors express

noticeable biological activity and approved themselves in development of various pharmaceuticals.

In this review there is a detailed description of biologically active microbial metabolites with

revealed chemical structure that have ability to inhibit sterol biosynthesis. Inhibitors of mevalonate

pathway in fungous and mammalian cells, exhibiting hypolipidemic or antifungal activity, as well

as inhibitors of alternative non-mevalonate (pyruvate gliceraldehyde phosphate) isoprenoid

pathway, which are promising in the development of affective antimicrobial or antiparasitic drugs,

are under consideration in this review. Chemical formulas of the main natural inhibitors and their

semi-synthetic derivatives are represented. Mechanism of their action at cellular and biochemical

level is discussed.

Special attention is given to inhibitors of 3-hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme A (HMG-CoA)

reductase (group of lovastatin) and inhibitors of acyl-CoA-cholesterol-acyl transferase (ACAT) that

possess hypolipidemic activity and could be affective in the treatment of atherosclerosis. In case of

inhibitors of late stages of sterol biosynthesis (after squalene formation) special attention is paid to

compounds possessing evident antifungal and antitumoral activity. Explanation of mechanism of

anticancer and antiviral action of microbial ISB, as well as the description of their ability to induce

apoptosis is given.

Keywords: microbial secondary metabolites, inhibitors of sterol biosynthesis, non-mevalonate isoprenoid biosynthetic pathway, antifungal and anticancer antibiotics, atherosclerosis

33

Таблица. Статины, разработанные для клинического применения

№ п/п

Название препарата Тип Растворимость Источник получения

1 Компактин природный липофильный Penicillium citrinun, P.brevicompactum

2 Ловастатин природный липофильный Aspergillus terreus, Monascus ruber

3 Симвастатин полу-синтетический

липофильный Аналог ловастатина с дополнительной метильной группой

4 Правастатин полу-синтетический

гидрофильный Аналог компактина с дополнительной гидроксильной группой, получен микробной трансформацией (Streptomyces carbophilus)

5 Аторвастатин синтетический липофильный Замещенное Н-пиррольное соединение

6 Церивастатин синтетический липофильный Пиридиновое производное

7 Флювастатин синтетический липофильный Индолильное производное

8 Розувастатин синтетический гидрофильный Пиридиновое производное

9 Питавастатин синтетический липофильный –

34

СХЕМЫ

Схема 1. Основной путь биосинтеза стеролов в клетках эукариот.

CH2

CH3

O-PP

Изопентилпирофосфат

CH3

CH3 O-PP

Диметилалилпирофосфат

CH3

O-PP

CH3

CH3

Геранилпирофосфат C10 C5 C5

ХC

Клетки млекопитающих

Клетки грибов и простейших

Эргостерол C28

C27 Cквален

C30

CH3 CH3

O-PP

CH3

CH3

Фарнезилпирофосфат C15

2 NADPH NADP+

2 Pi

Скваленсинтаза

Ланостерол

C30

O

CH3 S-CoAАцетил-СоА

HMG-CoA-синтаза

H2OHS-CoA

O

S-CoACH3

Ацетил-CoA-ацетилтрансфераза

(тиолаза)

HS-CoA

O

S-CoACH3

Ацетоацетат Ацетон 3-Гидроксибутират

HMG-CoA-лиаза

Ацетилацетил-СоА

OO

CH3 S-CoA

HMG-CoA-редуктаза

HS-CoA

2 NADPH

2 NADP+

2 H+

Мевалоновая кислота

HOOCHO CH3

OH

3-Гидрокси-3-метилглутарил-СоА (HMG-CoA)

O

HOOCHO CH3

S-CoA

C5

35

Схема 2. Путь биосинтеза изопреноидов.

сарагосовая кислота А

Скваленсинтаза

СТЕРОЛЬНАЯ ВЕТВЬ

Ланостерол

2,3-Оксидосквален

ХС

Сквален

НЕСТЕРОЛЬНАЯ ВЕТВЬ

Геранилгеранилпирофосфат

↑ клеточный рост ↑ пролиферация

Убихинон Долихол Гемм А Ras Гликозилирование рецепторов ростовых факторов Фарнезилирование белков Геранилгеранилирование белков (Rho A, Rac 1 и др.)

HMG-CoA

Ацетоацетил-CoA

Ацетил-CoA

статины

HMG-CoA-синтаза

HMG-CoA-редуктаза

Фарнезилпирофосфат

Изопентилпирофосфат

ГеранилпирофосфатФарнезилпирофосфат-

синтаза

Мевалонат

36

Схема 3. Немевалонатный путь биосинтеза изопреноидов.

POH

OHOOH

OH

OH

O

O

COOHP OH

OH

OO

OH

HOC OO

O

OH

OH

P OH

OH

+

Пируват D-Глицеральдегид-3-фосфат 1-Дезокси-D-кси- лулозо-5-фосфат

2-С-Метил-D-эрит- ритол-4-фосфат

O

OOH

OH

OHP O P OOH OH

O N

N

O

O

OHOH

NH 2

4-(Цитидин-5’-дифосфо)-2-С-метил-D-эритритол

1-Гидрокси-2-метил- 2-(Е)- бутенил-4-пирофосфат

OOH

PP

OPPИзопентилпирофосфат

OPPДиметилалилпирофосфат

37

РИСУНКИ

Рис. 1. Ингибиторы HMG-CoA-синтазы и HMG-CoA-редуктазы: F-244 (а), ксерулин (б), дигидроксерулин (в), ксерулиновая кислота (г), бутиролактолы А и В (д).

Бутиролактол A: R = C(CH3)3 В: R = CH(CH3)2 д

в

а

б

г

38

Рис. 2. Ингибиторы HMG-CoA-редуктазы: компактин (а), ловастатин (б), симвастатин (в), правастатин (г), HMG-CoA (д), аторвастатин (е), церивастатин (ж), питавастатин (з), флювастатин (и), паннорин (к), FR901512 (л), FR901516 (м)

з

O

O

O

O

CH3

CH3

CH3

HO

м

N

F

OH

HOCOOH

CH3

CH3

и

NO

F

OH

CH3

CH3

CH3 CH3

CH3

HOCOOH

ж

N

O

F OH

HOCOOH

CH3

CH3

NH

е

O

S-CoA

HO

CH3

COOH

д

O

O

HO

CH3

OH

HOCOONa

CH3

CH3

г

O

OO

O

CH3

CH3 CH3

CH3

CH3

HOв

O

O

O

O

CH3

CH3

CH3

CH3

HOб O

O

O

O

CH3

HO

CH3

CH3

а

O

O

HO

OH

OH

CH3

к

O

O

CH3

CH3

OH

HOCOONa

CH3

л

39

Рис. 3. Ингибиторы скваленсинтазы: сарагосовая кислота А (а), сквалестатин 1 (б), сквалестатин 2 (в), виридиофунгины А, В и С (г).

а б

Н

Виридиофунгин А: R = -Tyr В: R = -Phe С: R = -Thr

г

40

Рис. 4. Аскофуранон.

Рис. 5. Хлоротрицин.

41

Рис. 6. Микробные метаболиты – ингибиторы поздних (после образования сквалена) этапов

биосинтеза стеролов: FR171456 (а), FR173945 (б), глюколаномицин (в), ланомицин (г), Ro 09-1470 (д) (в, г, д – ингибиторы Р-450-зависимой 14α-деметилазы ланостерола)

Рис. 7. Антибиотик 4883 (=ИНА 1278).

а б

д

в г

OHH NCOO2

OO

O

OOH O O

OOH

42

Рис. 8. Ингибиторы ACAT: пирипиропен А (а), стахиботридиал (б), глизопренин E (в),

пурпактин А (г), фенохалазин В (д), терпендол А (е), бавериолид 1 (ж), бавериолид 3 (з).

в

г

ж з

д

а б

е

43

Рис. 9. Энниатин В (а), аураспероны A и D (б), флавасперон (в), аверуфанин (г) и

стеригматоцистин (д)

Рис. 10. Микробные метаболиты, обладающие противовирусной активностью: цитринин (а), цитринин (б) (с изображением водородных связей), радицинин (в).

в

г

д

б

Аурасперон A: R = CH3 D: R = H

а

б а

в