Перспективы использования биокатализа в фармации на примере синтеза эфиров лютеина


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Индивидуальные природные соединения являются перспективными базовыми структурами для получения полусинтетических лекарственных средств с прогнозируемыми видами активности. Каротиноиды характеризуются лабильностью основного фармакофора, липофильностью и наличием геометрических изомеров. Биокатализаторы позволяют решать проблемы синтеза, связанные с физико-химическими и структурными особенностями природных соединений, в частности каротиноидов. Цель исследования - продемонстрировать возможность использования биокатализа в фармацевтическом синтезе на примере получения сложных эфиров лютеина. Материал и методы. Синтез сложных эфиров осуществлен в неводной среде при температуре 37 °С в присутствии катализатора Новозим 435. Подтверждение структуры сложных эфиров проведено методами ЯМР 1Н и масс-спектрометрии. Результаты. Синтезировано шесть новых сложных эфиров лютеина и бензойной, 4-метилбензойной, фенилгликолевой, 2-гидроксибензойной, никотиновой кислот, а также ибупрофена, подтверждена их структура. Выводы. На примере получения новых соединений лютеина показана перспектива применения биокатализа в фармацевтическом синтезе и принципиальная возможность получения сложных эфиров природных индивидуальных соединений и лекарственных веществ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В Печинский

Пятигорский медико-фармацевтического институт - филиал ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России

Email: hplc@yandex.ru
к.фарм.н., доцент, кафедра фармацевтической химии г. Пятигорск, Россия

Список литературы

  1. Erika Lucia Regner, Hebe Natalia Salvatierra, Mario Domingo Baigon, Licia Maria Pera. Biomass-bound biocatalysts for biodiesel production: Tuning a lipolyticactivity from Aspergillus niger MYA 135 by submerged fermentation using agro-industrial raw materials and waste products. Biomass and Bioenergy. 2019; 120: 59-67. doi.org/-10.1016/j.biombioe.2018.11.005.
  2. Mohadese Babaki, Maryam Yousefi, Zohreh Habibi, Mehdi Mohammadi, Parisa Yousefi, et al. Enzymatic production of biodiesel using lipases immobilized on silica nanoparticles as highly reusable biocatalysts: effect of water, t-butanol and blue silica gel contents. Renewable Energy. 2016; 9:196-206. doi: 10.1016/j.renene.2016.01.053.
  3. Rozzell D., Lalonde J. Enzymatic Processes for the Production of Pharmaceutical Intermediates. In: Wu-Kuang Yeh, Hsiu-Chiung Yang, James R. McCarthy, editors. Enzyme Technologies: Metagenomics, Evolution, Biocatalysis, and Biosynthesis. USA: John Wiley & Sons, Inc. 2010; 185-198.
  4. Liu Y., Huang L., Fu Y., Zheng D., Ma J., et al. A novel process for phosphatidylserine production using a Pichia pastoris whole-cell biocatalyst with overexpression of phospholipase D from Streptomyces halstedii in a purely aqueous system. Food Chemistry. 2019; 274:535-42. doi: 10.1016/-j.foodchem.2018.08.105.
  5. Bilal M., Iqbal H.M.N., Guo S., Hu H., Wang W., Zhang X. State-of-the-art protein engineering approaches using biological macromolecules: A review from immobilization to implementation view point. Int. J. Biol. Macromol. 2018; 108:893-901. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.182.
  6. Choi J.M., Han S.S., Kim H.S. Industrial applications of enzyme biocatalysis: Current status and future aspects. Biotechnol. Adv. 2015; 33(7): 1443-54. doi: 10.1016/j.biotechadv.2015.02.014.
  7. Victoria Giorgi, Michel Chaves, Pilar Menendez, Carlos Garcia Carnelli. Bioprospecting of whole-cell biocatalysts for cholesterol biotransformation. World J. Microbiol Biotechnol. 2019; 35(1):12. doi.org/10.1007/s11274-018-2586-5
  8. Geoffrey A. Behrens, Anke Hummel, Santosh K. Padhi, Sebastian Schatzle, Uwe T. Bornscheuer discovery and protein engineering of biocatalysts for organic synthesis. Adv. Synth. Catal. 2011; 353:2191-2215. doi.org/10.1002/adsc.201100446.
  9. Caner Tozlu, Engin Şahin, Huseyin Serencam, Enes Dertli. Production of enantiomerically enriched chiral carbinols using Weissella paramesenteroides as a novel whole cell biocatalyst. Biocatalysis and Biotransformation. 2019; 37(5):388-98. doi.org/10.1080/10242422.2019.1568416.
  10. Bernala C., Rodrigueza K., Martinez R. Integrating enzyme immobilization and protein engineering: An alternativepath for the development of novel and improved industrial biocatalysts. Biotechnology Advances. 2018; 36(5): 1-10. doi: 10.1016/j.biotechadv.2018.06.002.
  11. Woodyer Ryan, van der Donk Wilfred A., Zhao Huimin. Optimizing a Biocatalyst for Improved NAD(P)H Regeneration: Directed Evolution of Phosphite Dehydrogenase. Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening. 2006; 9: 23745. doi: 10.2174/138620706776843246.
  12. Sheldon Roger A., Woodley John M. Role of Biocatalysis in Sustainable Chemistry Chem. Rev. 2018; 118(2): 801-38. doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00203.
  13. Nur Royhaila Mohamad, Nur Haziqah Che Marzuki, Nor Aziah Buang, Fahrul Huyop, Roswanira Abdul Wahab. An overview of technologies for immobilization of enzymes and surface analysis techniques for immobilized enzymes. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2015; 29(2):205-20. doi: 10.1080/13102818.2015.1008192.
  14. Secundo F. Conformational changes of enzymes upon immobilisation. Chem. Soc. Rev. 2013; 42(15):6250-61. doi: 10.1039/c3cs35495d.
  15. Pollard David J., Woodley John M. Biocatalysis for pharmaceutical intermediates: the future is now. TRENDS in Biotechnology. 2006; 25(2):66-73. doi: 10.1016/-j.tibtech.2006.12.005.
  16. Rouchi A. Maureen. As pharmaceutical companies face bleak prospects, their suppliers diligently tend the fertile fields of chiral chemistry in varied ways. Chem. Eng. News. 2002; 80(23):43-50. doi.org/10.1021/cen-v080n023.p043.
  17. Патент 2702005 Российская Федерация, МПК С07С 57/46 (2006.01), С07С 57/48 (2006.01), CO7D 213/127 (2006.01), CO7D 213/55 (2006.01), CO7D 213/60 (2006.01), CO7D 213/65 (2006.01). Синтез полусинтетических производных природных лютеина и астаксантина: №201845080: заявл.18.12.2018 : опубл. 03.103.2019 / Печинский С.В., Курегян А.Г. Степанова Э.Ф. 2 с.
  18. Степанова Э.Ф., Курегян А.Г., Печинский С.В., Жидкова Ю.Ю. Выделение биологически активных веществ из растительных объектов в военно-полевой технологии лекарственных средств на примере крапивы двудомной (Urtica dioica L.). Вестник Российской военномедицинской академии. 2017; №3(59): 134-139
  19. Государственный реестр лекарственных средств: официальный сайт. Москва. URL: http://grls.rosminzdrav.ru
  20. World Health Organization, global website: https://www.who.int/selection_medicines/list/en.
  21. Гарабаджиу А.В., Галъткин В.А., Карасев М.М., Козлов Г.В., Лисицкая Т.Б. Основные аспекты использования липаз для получения биодизеля (обзор). Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (Технического университета). 2010; 7(33): 63-67.
  22. Britton G., Liaaen-Jensen S., Pfander H. Carotenoids Handbook. Basel: Springer, 2004.
  23. Boaz; Neil Warren, Clendennen, Stephanie Kay. Patent 7566795 US. Publ. Date 28.07.2009.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах