海洋藻类从基尔峡湾发现补救对感染和皮肤癌

治疗在海洋生物的帮助不是乌托邦。已经12拯救生命的药物,如对抗癌症,已经由海洋生物及其共生微生物群。高潜力的药物开发是漫长和昂贵的发现过程受阻。海洋天然产物化学研究小组的研究单位GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的基尔,由计算机辅助支持自动化的方法,已成功地发现了海洋分子作为潜在的补救措施对抗感染和皮肤癌的藻类和真菌共生有机体来自基尔峡湾。

海洋活性成分的搜索过程始于海洋宏观和微生物的提取,紧随其后的是小说的纯化和表征和生物活性化学成分,这是企业用于新疗法的发展。“药物研究最大的缺陷之一是分子已经描述自然的隔离,使用“古典”bioactivity-guided隔离过程,”教授Deniz Tasdemir博士解释说,研究部门负责人GEOMAR海洋天然产物化学和GEOMAR海洋生物技术中心。“这种方法复杂,常常容易失败,”博士Tasdemir仍在继续。

在她的研究小组,她解决这个问题通过自动化,计算机方法结合生物活性筛选。在为期一年的研究,发现褐藻岩藻vesiculosus从基尔峡湾(身高),抑制致病性细菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),导致医院感染。

“机器学习算法生物信息学策略和工具使我们绘制大量代谢物的棕色海藻,同时预测分子簇负责他们的抗生素活动,”拉里萨Budenbender博士说,一位前博士后教授Tasdemir集团现在的两篇文章的第一作者发表在杂志上海洋药物。算法应用于本研究小组在一起的分子家庭在复杂网络中基于化学相似性得分在质谱分析,和一起在硅片机器学习工具,帮助我们识别已知的化学和新化合物已经在提取。后提取的快速化学分馏的第一步,一个生物项目用于预测分子的生物活性的分数根据它们的相对丰度的分数。这些生物活性化合物是孤立的。“古典发现的方法提取特征的生物活性成分的藻类通常需要3 - 4年。这些自动化工具帮助我们加速目标新发现的天然抗生素下来几个月,”强调Tasdemir教授。

”在自然界中,身高通常是在强大的压力下从数以百万计的微生物污染和生物膜形成的海水中找到。因此,膜结合的化合物,我们发现在这项研究中,是藻类的生态重要性高的自我保护。这样的分子,通常执行一个关键功能的自然空间,显示对人类病原体相关的活动。由于膀胱的海草是食用海藻,此类活动不仅使它成为一个有吸引力的候选人作为药物的来源,而且对食品补充剂或食物保护,”Tasdemir教授说。接下来,我们将调查潜在的身高在食品工业中的应用。

许多真菌也生活在表面和内部的共生海藻。这些也是有前途的新药的发现和开发。挤逼抢的粉丝,Tasdemir教授的博士生,已经从膀胱的海草和分离出120多个共生真菌研究真菌Pyrenochaetopsis sp.详细,因为它有效地杀死melanoma-type皮肤癌细胞的细胞毒性较低,具有非常丰富的化学库存。挤逼抢也使用计算机辅助自动隔离方法特殊分子稀有化学脚手架。这项研究最近发表在海洋药物。

Tasdemir教授表示,这只是第二个以前未知的化学研究真菌属Pyrenochaetopsis。“真菌,我们从膀胱孤立的海草和优化实验室条件下发酵,是一个建立的天然抗癌药物来源。我们发现一些新颖的天然产品,我们命名为pyrenosetins A和B,对抗皮肤癌有很高的潜力,”化学家继续说。

“自然是超过半数的现代药物的来源,我们今天仍在使用。访问革命基因组学、代谢组学、生物信息学和机器学习工具将使,以前所未有的方式,新的和快速发现海洋化合物,和更多的理性和有效地利用为后续药物开发与工业合作伙伴”Tasdemir教授总结道。