Введение к работе
Актуальность проблемы.
Несмотря на то, что современная медицина располагает іьісокозффективними антибиотиками, она нуждается в новых препаратах : улучшенными фармакологическими свойствами, активных в отношении зироко распространенных устойчивых форм микроорганизмов юзбудителей заболеваний.
Подавляющее большинство практически важных антибиотиков
іриродного происхождения выделено из актиномицетов. Литературные
занные о получении из культур актиномицетов новых антибиотических
semecTB свидетельствует о том, что их способность к биосинтезу
інтибиотиков далеко не исчерпана. Актиномицеты синтезируют
>нтибиотики с антибактериальным, противоопухолевым,
іротивовирусньм, антигрибковым, противопаразитарным действием. Они образуют также ингибиторы ферментов, иммуномодуляторы, гербициды, інсектициди.
В последние годы развиваются исследования, связанные с
юиском фармакологически активных веществ природного
троисхождения. Выделены новые соединения, ингибируюшие синтез
солесгерина в крови, что имеет большое значение для лечения
гердечно-сосудистых заболеваий и атеросклероза. Природные
антибиотики являются также натериалом для получения
толускнтетических производных, обладающих более широким спектром действия и менее токсичных по сравнению с исходными веществами.
Одним из важных и актуальных подходов к повышению эффективности изыскания новых природных биологически активных веществ является использование в процессе -поиска таксономических знаний.
Данные о таксономическом - положении и антибиотических
свойствах культур позволяют идентифицировать на ранних этапах
поисковой работы продуценты уже известных антибиотиков и отбирать
потенциальные продуценты новых антибиотиков. Применение
нестандартных методов выделения культур из природных источников способствует изоляции новых форм микроорганизмов, что значительно расширяет возможности поисковой работы.
Большое значение имеет также и обнаружение новых продуцентов известных антибиотиков, важных для практического применения, так
1-І
как это позволяет преодолеть патентные барьеры при организации производства этих антибиотиков.
Работа проводилась в соответствии с планом НИР НИИ па изысканию новых антибиотиков РАМН 0966-19913, номера государственной регистрации тея 81013995, 81013996, 01.86.0001349, 01.86.000550, 01.88.0010304, а также по Общесоюзной проблеме «Антибиотики» N 38 на периоды 1981-1985 гг. и 1986-1990 гг. и по Государственным программам в области онкологии СО.69.025 и лейкозов СО.69. 053 на периоды 1975-1980 гг., 1981-1985 гг. и 1986-1990.
Цель и задачи исследования.
Целью работы явилось развитие научных и практических основ поиска продуцентов новых антибиотиков, совершенствование системы классификации и идентификации актиноницетов, разработка новых методов селективного выделения из природных источников актиноницетов редких таксонов.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
- Широкомасштабное выделение из природных источников культур
актиноницетов и поиск среди них продуцентов новых антибиотиков и
новых продуцентов известных антибиотиков, имеющих научное и
практическое значение.
- Создание стандартных описаний видов и ключей для
идентификации актиноницетов, относящихся к ряду серий рода
Streptomyces: Albocoloratus. Chromogenes, Chrysoma 11 us. и
Violaceus.
~ Всестороннее изучение рода Actinomadura как одного из перспективных родов актиноницетов для поиска продуцентов новых антибиотиков.
- Изучение корреляций между таксономическим положением
культур продуцентов и их способностью к образованию антибиотиков
определенных химических групп.
Разработка методов ранней идентификации антибиотиков, продуценты которых часто выделяются из почвенных образцов.
- Изучение чувствительности актиноиицетов различных родов к
антибиотикам для оценки возможности использования их в качестве
селективных агентов при изоляции актиноницетов из природных
источников.
- Развитие методов селективного выделения актиноницетов определенных таксонов иэ существующих в природе смешанных юпуляций, расширение набора применяемых селективных агентов, ізбирательно подавляющих рост тех или иных никроорганизнов, ідноврененное использование нескольких специфических ингибиторов, їблаяающих разный типом действия. Использование при выделении іктиномицетов не только ингибиторов, но и стимуляторов роста, "аэработка и применение комплексных методов, включающих обработку ючвенных образцов и использование селективных сред для выделения іктиноницетов иэ естественных кест обитания. Научная новизна и практическая ценность
В результате проведённых таксономических исследований олучила дальнейшее развитие систена классификации актиноницетов ода Streptomyces- Названия видов приведены в соответствие с [ездународным кодексом номенклатуры бактерий, для ряда видов становлень! синонины. созданы стандартные описания видов и пределительные ключи. Описаны и узаконены новые виды рода Hreptomyces.
В процессе поиска новых антибиотиков из почвенных образцов
взличных географических зон выделены и описаны продуценты новых
нтибиотиков: противоопухолевых антибиотиков - бероницина из
руппы антрациклинов, антибиотика N 792 из группы безазотистых
ксихиноидных соединений, антибактериальных антибиотиков - N 2562
з группы кунерогликозидов, антибиотика К 3802 из группы
антибиотиков. Выделены и описаны новые продуценты рифамицина,
обраницина, цефаницина С, пенициллина N, ионицина, рубоницина,
арниномицина, азотоницина, лузопептина. гризеовиридина и
таницина.
Разработаны методы идентификации антибиотиков группы
елиомицина и стрептотрицинов на стадии агаровых культур родуцентов с целью исключения их из дальнейшей иследований по зиску новых антибиотиков.
Разработаны методические подходы поиска продуцентов
нтибиотиков среди актиноницетов редких родов. Предложены новые
глективные среды для выделения культур редких родов
ктиномицетов. Разработан новый комплексный метод изоляции стиномицетов из почвы, включающий предварительную обработку
почвенных образцов с последующим высевом их на селективные среды і несколькими инг-ибиторани роста, позволяющий выделять культурі определенных редких родов актиноницетов.
Исследованы морфологические, хенотаксономически<
культуральные и физиологические свойства культур различных видої рода Actinomadmra. Получены данные, указывающие на необходимості реклассификации некоторых видов. Описаны и узаконены 6 новых видої рода Act іnomadura. На основании эксперинентального материала і оригинальных описаний впервые составлены и опубликованы ключи дл: определения видов этого рода.
Разработаны методические подходы для направленного поиск; антибиотиков из культур рода Actinomadura, включающие методі преимущественного выделения их из почв на селективных средах данные таксономии для отбора продуцентов и оптимальные условия и: культивирования для первичного обнаружения антибиотнческоі активности.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены или представлены на Симпозиум! по актиноницетам СЯпония. Киото, 1974г.3, на V съезде Всесоюзноп микробиологического общества СЕреван,19753, на Международно! Симпозиуме по нокардиям и стрептомицетам С Варшава, 19773, н< Международной симпозиуме по антибиотикам СВеймар, 19793. на ' Юбилейной национальной конференции по образованию и применениі антибиотиков СНРБ, Разград-Варна.19813, на II Всесоюзной научноі крнференции «Результаты и перспективы научных исследованиі мив.кробных полисахаридов С Ленинград, 19843, на VII Съезда Всесоюзного микробиологического общества «Достижения микробиологиі - практике» САлма-Ата. 19853, на VI Международном симпозиуме п< биологии актиноницетов СВНР,Дебрецен, 19853, на Всесоюзної конференции «Проблемы изыскания и биотехнологии новых антибиотикої СМосква, 19823, на Всесоюзной конференции «Биосинтез вторичны метаболитов» СПущино, 19873, на VII Международной симпозиуме пі биологии актиномицетов СЯпония, Токио,19883, на Советско—Американском симпозиуме по антибиотикам и хиниотерапиі С Москва, 19883, на II Всесоюзном семинаре «Актуальные направленні поиска антибиотиков» САлма-Ата, 19893, на Всесоюзной конференциі «Регуляция микробного метаболизма»- СПущино, 19893, на конференциі
- б-
Молекулярная организация никробной клетки» СТбилиси.19893, на '" V еждународной конференции по химии и биотехнологии биологически ктивных продуктов СНРБ, Варна, 1989Э. на VIII Международной инлоэиуме по биологии актиноницетов ССША, Мэдисон.1991.Э.
Работа выполнена в НИИ по изыскание новых антибиотиков PAKf в аборатории иэькжания продуцентов. Исследования были начаты под уководствон Г.О. Гаузе и Т.П. Преображенской. В изучении рода ctinomadura и в разработке нетодов селективного выделения из риродных источников актиноницетов редких родов участвовали отрудники лаборатории продуцентов Института по изысканию новых нтибиотиков СНИИНАЭ РАМН О.А. Галатенко, И.В. АлЗвроза, 1-А. Руденская. Изучение тейхоевых кислот и некоторых енотаксононических признаков актиноницетов проведено совместно с .Б. НауиовоЯ и др. сотрудниками МГУ ин. М.В. Ломоносова. Состав енахинонов актинонадур изучен совместно с С. Д. Таптыкозой -отрудницей Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, льтраструктура актинонадур - совнестно с Т..в. Куиновой -отрудницей того же Института. Основной вклад в исследования изико-химических свойств н идентификацию выделенных антибиотиков несли сотрудники отдела химии НИИИНА РАМН И.В. Толстых и .Б. Федорова, некоторые антибиотики были изучены Л. Н. ЛысенковоГС.
По теме диссертации опубликованы 73 научные работы. Больиая асть натериалов"диссертации включена в монографии «Определитель ктиноницетов» С1983 г.з и «Поиск продуцентов антибиотиков среди ктиноницетов редких родов» С1990 г.Э.