8 февраля отмечается День российской науки

Науке в России отводится особое значение. Предоставляются условия для молодых специалистов и исследователей, запускаются программы фундаментальных научных исследований, поддерживается конкурентоспособность в области научных разработок.

ТИБОХ ДВО РАН основан в 1964 году и на протяжении многих лет учёные нашего Института занимаются изучением природных соединений как морского, так и наземного происхождения. В сотрудничестве со многими российскими и зарубежными учёными исследованы сотни разнообразных биомолекул, в том числе стероиды, терпеноиды, хиноидные соединения, алкалоиды, полисахариды, липиды, ферменты, лектины, белки и пептиды. Институт располагает коллекцией морских микроорганизмов, включающую более 4000 штаммов морских бактерий и более 1000 штаммов морских грибов.

В 2021 году сотрудниками Института были получены следующие важнейшие результаты:

Впервые идентифицирован ген, кодирующий фермент фукоидан эндо-сульфатазу. Для полученной рекомбинантной сульфатазы SWF5 (S5) определен механизм действия и детальная специфичность. Показано, что сульфатаза селективно удаляет 4O-сульфатирование в фукоиданах. Полученный фермент использован для направленного редактирования профиля сульфатирования различных фукоиданов. Сравнительный анализ противораковой активности фукоиданов in vitro и их 4О-десульфатированных производных показал, что 4О-сульфатирование является одним из ключевых факторов противораковой активности фукоиданов. (Звягинцева Т. Н., Сильченко А. С., Ермакова С. П.) 

Установлена структура капсульного полисахарида (КПС) морской грамотрицательной бактерии Psychrobacter submarinus KMM 225T, который представляет собой высокомолекулярный полимер, построенный из разветвленных гексасахаридных повторяющихся звеньев. Структура повторяющегося звена капсульного полисахарида является уникальной среди известных бактериальных полисахаридов и содержит два относительно редких производных моносахарида. КПС влияет на жизнеспособность клеток, в том числе на способность клеток хронического миелогенного лейкоза человека (K-562) образовывать микроколонии (Кокоулин М. С., Кузьмич А. С., Романенко Л. A.) 

Показана возможность использования сульфатированных галактанов красных водорослей – каррагинанов в качестве средств доставки лекарственной субстанции эхинохром (ЭХ), который взаимодействует с каррагинанами, образуя с ними комплексы. ЭХ в комплексе с каррагинаном с высокой эффективностью включается в липосомы и гелевые макросферы, обладающие мукоадгезивными свойствами и сохраняет в них стабильность после лиофилизации. Покрытие липосом и макросфер хитозаном изменяет их морфологию и замедляет высвобождение ЭХ. Полисахаридные матрицы расширяют возможности неинвазивного использования лекарственной субстанции ЭХ. Установлено, что каррагинаны влияют на активацию системы комплемента – одну из защитных систем организма, что подтверждает перспективы их использования в качестве средств доставки лекарств (Ермак И. М., Горбач В. И., Соколова Е. В.) 

Исследование гликозидного состава дальневосточных голотурий Thyonidium kurilensis и Psolus chitonoides и морской звезды Solaster pacificus привело к выделению 22 ранее неизвестных тритерпеновых гликозидов, имеющих новые и уникальные структурные фрагменты. Предполагается, что нахождение тритерпеновых гликозидов в морских звездах связано с особенностями питания хищных морских звезд и что эти вещества в их организмах могут быть превращены в другие защитные соединения. Была изучена цитотоксическая активность выделенных тритерпеновых гликозидов голотурийного типа на ряде опухолевых клеток человека, а также их способность ингибировать образование микроколоний таких клеток. (Сильченко А.С., Авилов С.А., Калинин В.И., Маляренко Т.В., Кича А.А., Иванчина Н.В.) 

В результате скрининга библиотеки природных и синтетических 1,4-нафтохинонов было отобран ряд соединений, эффективно защищающих нейрональные клетки в in vitro моделях болезни Паркинсона, индуцированной нейротоксинами паракватом и 6-гидроксидофамином. Соединения защищают такие клетки от подавления активности фермента эстеразы, лизиса биомембран и нормализуют клеточный цикл в присутствии нейротоксинов. Их защитные эффекты связаны с подавлением окислительного стресса и нормализацией функции митохондрий. Нейропротекторные свойства 1,4-нафтохинонов объясняется их выраженной способностью нейтрализовать токсичные свободные радикалы, образующиеся под действием нейротоксинов. Количественный анализ связи структура-активность in silico (QSAR) показал, что гидрофобность, полярность, заряд и форма молекул имеют решающее значение в проявлении исследуемыми соединениями нейропротекторной активности. На основе отобранных соединений-лидеров могут быть созданы новые нейропротекторные препараты для профилактики и лечения нейродегенеративных заболеваний (Менчинская Е.С., Чингизова Е.А., Аминин Д.Л.)

Разработан и валидирован метод ВЖХ с диодной матрицей и масс-спектрометрическим детектором (HPLC-DAD-MS) для идентификации и определения количественного состава хиноидных пигментов в образцах морских ежей. Впервые определен состав хиноидных пигментов морских ежей Maretia planulata, Scaphechinus griseus, Laganum decagonale и Phyllacanthus imperialis. Выполнено исследование состава хиноидных пигментов целомической жидкости 10 видов морских ежей. Впервые описан состав хиноидных пигментов студенистой оболочки яйцеклеток Echinarachnius parma, развивающихся зародышей и плутеусов Scaphechinus mirabilis. На примере пигментов морского ежа Scaphechinus mirabilis показано, что составы пигментных гранул эпидермиса панциря, целомической жидкости, оболочки яйцеклеток, развивающихся эмбрионов и плутеуса различны. Полученные результаты обеспечивают более полное понимание биологических функций пигментов на разных этапах жизни морских ежей и показывают, какие виды этих беспозвоночных перспективны в качестве биологических источников для получения биоактивной фармацевтической субстанции лекарственных препаратов серии «Гистохром» (Васильева Е.А., Мищенко Н.П., Федореев С.А.) 

Разработаны эффективные системы бактериальной продукции рекомбинантных пептидов Кунитц-типа из морской анемоны Heteractis crispa. Обнаружено пять пептидов, которые значительно увеличивают жизнеспособность нервных клеток, обработанных 6-гидроксидофамином (in vitro модель болезни Паркинсона). Показано, что данный эффект связан со снижением концентрации активных форм кислорода в этих клетках, обусловленным, в том числе, и собственной антирадикальной активностью этих соединений. Выявленный нейропротекторный эффект HCRG21, пептидного блокатора TRPV1 канала, является прямым доказательством участия этого ионного канала в нарушениях, связанных с нейродегенерацией. Установлено, что HCRG21 полностью подавляет продукцию основного воспалительного цитокина ФНО-α и предотвращает развитие отека и гиперчувствительности при остром локальном воспалении. Показано, что обезболивающий и противовоспалительный эффекты HCRG21 значительно превосходят фармакологические эффекты широко применяемого в медицинской практике индометацина. Полученные результаты подтверждают существование тесной взаимосвязи между активностью TRPV1 и продукцией ФНО-α и доказывают, что блокаторы TRPV1 и, в частности, пептид HCRG21, обладают фармакологическим потенциалом и имеют перспективы для применения при лечении заболеваний, связанных с болью и воспалением (Синцова О.С., Гладких И.Н., Лейченко Е.В.)

Выделен уникальный оцеаналина B (из морской губки Oceanapia sp.), принадлежащий к редкой группе α,ω-биполярных липидоалкалоидов, в котором α-конец молекулы структурно близок к необычным сфинголипидам, а ω-конец представлен 1-замещенным тетрагидроизохинолиновым производным. Установлена структура и абсолютная стереохимия оцеаналина В. Показано, что оцеаналин B проявляет in vitro противогрибную активность против патогенных флуконазол-устойчивых дрожжей Candida glabrata (Макарьева Т.Н., Иванчина Н.В., Стоник В.А.)

Семь новых индолдикетопиперазиновых алкалоидов и 3 ранее известные родственные соединения были получены из микроскопических грибов Penicillium dimorphosporum KMM 4689 (выделены из мягкого коралла, Южно-Китайское море, 49 рейс НИС «Академик Опарин»). Установоены структуры этих соединений. В отличие от неактивных O-метильных производных, виц-диол-содержащие деоксиаустамиды в концентрации 1 мкМ на 30-39 % повышали жизнеспособность клеток Neuro-2a в модели паракват-индуцированной болезни Паркинсона (Журавлева О.И., Пивкин М.В., Попов Р.С.).

Методами сравнительной геномики проанализированы 12 геномов бактерий рода Zobellia, включая типовые штаммы 7 видов. Установлено, что в каждом геноме более 6% генов кодируют углевод-активные ферменты (CAZome). Более детально рассмотрены гены, кодирующие полисахарид-лиазы. Обнаружено, что гены альгинат-лиаз семейства PL7 являются наиболее представленными. Предполагается, что существующее разнообразие генов PL7 создает предпосылки для субфункционализации альгинат-лиаз по отношению к разным полисахаридным субстратам. Описан новый вид бактерий ‘Z. barbeyronii KMM 6746T’, на основе генома которого была разработана схема типирования изолятов для изучения межштаммовых различий. Кроме того, в геноме 36-CHABK-3-33T был предсказан ген, кодирующий редкую эндо-1,3-фуканазу из нового семейства GH168. Таким образом, исследования геномов значительно расширяют наши знания о способности бактерий рода Zobellia разлагать полисахариды морских водорослей, а также позволяют рассматривать эти бактерии как перспективный источник уникальных биокатализаторов (Отставных Н.Ю., Недашковская О.И., Исаева М.П.)