Биоконверсия ацетилированных производных кортексолона культурой Curvularia lunata ВКМ F-644
Коллеров В.В.1, Фокина В.В.2, Шутов А.А.2, Донова М.В.2
1-Пущинский Государственный Университет, г. Пущино, Московской области, пр. Науки, 3
2-Институт Биохимии и Физиологии Микрооорганизмов им.Г.К.Скрябина РАН г. Пущино, Московской области, пр. Науки, 5
Для производства стероидных соединений с терапевтическим эффектом необходимы высокоспецифические реакции. Химический синтез стероидных соединений весьма сложен. Так, синтез кортизона и гидрокортизона включает более 30 стадий и идет с малым выходом. Одним из проблемных этапов химического синтеза является введение гидроксильной группы в 11-е положение молекулы стероида. Микробиологическое 11b-гидроксилирование стероидов позволяет заместить множество этапов химического синтеза одностадийным процессом.
Микробиологическое 11b-гидроксилирование прегнанов, в частности, кортексолона (вещества S Рейхштейна), широко используется при получении лекарственных препаратов группы кортизона и гидрокортизона. Ацетильная защита функциональных групп стероидов на стадиях химического синтеза обусловливает получение ацетилированных стероидов-предшественников для микробиологического этапа синтеза. Изучение биоконверсии ацетатов вещества S Рейхштейна мицелиальными грибами является актуальным в свете создания эффективного (более короткого и рентабельного) синтеза кортикостероидов.
Целью работы являлось изучение биоконверсии 17-ацетата, 21-ацетата и 17,21-диацетата кортексолона штаммом мицелиального гриба Curvularia lunata, известного своей высокой 11b-гидроксилазной активностью в отношении 3-кето-стероидов.
Установлено, что биоконверсия 21-ацетата кортексолона культурой Curvularia lunata сопровождается дезацетилированием субстрата. Образующийся кортексолон гидроксилируется в положении 11b с 30%-ным выходом целевого продукта – гидрокортизона. В качестве побочных продуктов накапливаются 14a-ОН-андростендион (14a-ОН-АД) (10%) и полигидроксипроизводные кортексолона (до 30%). При ведении трансформации 21-ацетата кортексолона в присутствии модифицированного циклодекстрина (МЦД) образования 14a-ОН-АД не наблюдалось, втрое снижалось образование полигидроксипроизводных кортексолона и отмечалось образование 14a-ОН-кортексолона.
Основным продуктом трансформации 17-ацетата кортексолона культурой C. lunata являлись 17-ацетат гидрокортизона (до 35%) и гидрокортизон (22%). Стимуляции гидроксилирования в присутствии МЦД в этом случае не отмечено.
Биоконверсия 17,21-диацетата кортексолона протекает аналогично трансформации 17-ацетата кортексолона. Вначале образуется дезацетилированное по 21-му положению производное - 17-ацетат кортексолона. Далее накапливется 17-ацетат гидрокортизона (23%) и небольшое количество гидрокортизона (до 11%) при значительном содержании остаточного субстрата (30-32%). Добавление МЦД в трансформационную среду способствует более полной конверсии субстрата, увеличению выхода дезацетилированного производного – 17-ацетата кортексолона до 55% и образованию кортексолона (10%). Содержание 17-ацетата гидрокортизона (20%) и гидрокортизона (7%) сравнимо с конверсией без МЦД.
Таким образом, показана возможность конверсии 17-ацетата, 21-ацетата и 17,21-диацетата кортексолона штаммом мицелиального гриба Curvularia lunata с образованием от 30% до 60% 11b-гидроксилированных производных. Представленные данные могут быть использованы для создания биотехногий получения гидрокортизона и его 17-ацетата из ацетилированных предшественников.