Болеутоляющие препараты делают дрожжи

Самый совершенный химический заводик — это обычная живая клетка. Здесь все химические реакции катализируют ферменты — вещества, клеткой же и производимые. Поэтому химики все чаще прибегают к помощи микроорганизмов, чтобы синтезировать то или иное вещества.

Профессор Кристина Смольке с коллегами по лаборатории из Стэнфордского университета сконструировала и создала штамм пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae, который может превращать сахар в обезболивающее вещество гидрокодон («Science», 2015, DOI: 10.1126/science.aac9373).

Над созданием генетической конструкции, которую надо было встроить в дрожжи, Смольке с коллегами трудились десять лет, кропотливо собирая ее по кусочкам. Двадцать один ген из пяти разных организмов (растения, бактерии и животные) удалось внедрить в клетки дрожжей и заставить их производить нужные ферменты. Так появились дрожжи, которые могли перерабатывать сахар, превращая его в тебаин или гидрокодон с помощью группы ферментов, работающих последовательно.

Обычно обезболивающее гидрокодон синтезируют из опиумного алкалоида тебаина. Этот традиционный путь долгий и сложный: вырастить опийный мак, собрать, отвезти на завод, выделить из опиума алкалоид тебаин, синтезировать гидрокодон, очистить, сделать лекарственную форму… Модифицированные дрожжи справляются с этой сложнейшей работой за три — пять дней, не выходя из цеха. Это огромный успех.

Конечно, не все так гладко, как хотелось бы. Пока выход нужного вещества очень низкий: для получения 5 мг обезболивающего требуются тысячи литров суспензии генетически модифицированных дрожжей. Но это, что называется, дело техники. Десять лет назад никто не верил, что в принципе возможно создать такой штамм дрожжей. Однако его сделали. Теперь надо совершенствовать технологию и, возможно, генетическую конструкцию.

Профессор Смольке надеется, что за пару лет процесс можно оптимизировать настолько, что он станет экономически оправданным. И конечно же надо думать о том, как применить эту удивительную схему для синтеза других лекарств на растительной основе. В общем, куда двигаться — понятно.