Генетический контроль, ферментные системы и рекомбинантные технологии для получения продуцентов ценных изопреноидов

Актуальность тематики обусловлена исключительно важной ролью стероидных и других изопреноидных соединений в регуляции жизненно-важных функций всех живых организмов, необходимостью понимания особенностей функционирования ферментных систем микроорганизмов, осуществляющих структурные модификации этих соединений, а также практическими потребностями биомедицины, фармацевтики, биотехнологии, связанными с получением новых биоактивных соединений и созданием нового поколения биопроцессов для получения ценных фармацевтических ингредиентов или их близких предшественников. Основные направления исследования включают: - Изучение генетического контроля путей катаболизма стеринов у актинобактерий и выявление кандидатных генов для генетической инженерии - Модификация путей катаболизма стеринов и разработка рекомбинантных технологий для продукции ценных метаболитов стероидного и инданового ряда - Изучение особенностей экспрессии чужеродных систем стероидогенеза в микробных хозяевах и создание трансгенных штаммов-продуцентов - Разработка биопроцессов и комбинированных химико-микробиологических подходов для синтеза ценных биоактивных ингредиентов и прекурсоров Будут исследованы особенности катаболизма стероидов холестанового и холанового ряда и выявлены кандидатные гены для генетической инженерии продуцентов ценных метаболитов, осуществлен их функциональный анализ. Будет оценено влияние делеционных мутаций в генах KstR- и KstR2-регулонов на окислительную деградацию холестанов у ряда актинобактериальных штаммов. Будут созданы рекомбинантные штаммы с улучшенными биокаталитическими возможностями, селективно продуцирующие ценные изопреноидные соединения (в их числе, С19- ,С22-, С24-стероиды, соединения инданового ряда). Будут выявлены особенности структурной модификации различных замещенных стеринов рекомбинантными микобактериями. Будут созданы рекомбинантные актинобактерии, гетерологически экспрессирующие чужеродные системы стероидогенеза, в том числе в составе полицистронных оперонов, изучены их биокаталитические возможности. Будут изучены гидроксилазные системы микромицетов, осуществляющих специфические реакции гидроксилирования холатов и прегнанов, и идентифицированы кодирующие их гены. Будут созданы рекомбинантные штаммы, осуществляющие специфические реакции гидроксилирования стероидных соединений. На основе созданных рекомбинантных штаммов будут разработаны биопроцессы и предложены схемы химико-микробиологического синтеза для получения ценных биоактивных ингредиентов и прекурсоров, в том числе, желчных кислот из неживотных источников. Таким образом, будут получены новые фундаментальные знания об организации систем деградации стероидов у различных актинобактерий, созданы новые микробные биокатализаторы, осуществляющие каскады реакций биотрансформации холестанов и холатов с получением ценных изопреноидных соединений, важных для фармацевтики, биомедицины и ветеринарии.