Дрожжей научили делать морфий и опиаты

YxX eUaEGZ01

Полусинтетические опиоиды научились производить из тебаина.

Биоинженеры из Стэнфордского университета создали несколько штаммов дрожжей, производящих из тебаина кодеин, морфин, гидроморфин и несколько других опиоидов. Исследование опубликовано в Nature Chemical Biology, кратко о нем можно прочитать в пресс-релизе университета.

Реконструировать природный путь биосинтеза морфина удалось путем введения в дрожжи специальных генетических конструкций на основе пяти генов. Часть из них была клонирована из мака Papaver somniferum, а часть — из генома бактерии Pseudomonas putida. Ученые оптимизировали количество копий и уровень экспрессии данных генов и добились колокализации веществ-предшественников и работающих с ними ферментов. В результате удалось получить выход приблизительно в 131 миллиграмм на литр дрожжевой культуры.

Целью авторов было создание полностью биоинженерного морфина и других лекарственных опиоидов. В данной статье, однако, в качестве предшественника для синтеза использовался природный тебаин. Это вещество само по себе является довольно сложным алкалоидом, химический синтез которого непрактичен. Тем не менее, работа является важным шагом на пути к биоинжерным лекарствам: в предыдущем исследовании тем же авторам удалось создать дрожжи, которые доводят синтез морфина почти до тебаина. Таким образом, для реконструкции полного синтетического пути до морфина (он включает 17 этапов) ученым достаточно будет довести предыдущее исследование до тебаина и дополнить новые генетические конструкции старыми.

Синтезированные в работе гидрокодон (викодин), оксикодон, гидроморфон и другие опиоиды являются важными обезболивающими веществами в медицинской практике. Они относятся к полусинтетическим лекарствам, для производства которых используется природное сырье, выделяемое из опийного мака. Поскольку выращивание мака во многих странах запрещено, биоинженерные опиоиды могут стать заменой импорту таких предшественников.