Феназины являются широко распространенными и химически разнообразными бактериальными природными продуктами, которые могут выполнять различные биологические функции. Как и антибиотики, некоторые производные убивают бактерии; другие токсичны для грибков и/или раковых клеток. Существуют также производные, которые позволяют бактериям выживать в враждебной для них среде, например, в организме человека. Эти факторы вирулентности часто имеют решающее значение для того, чтобы бактерии стали патогенными.
Биохимически все феназины являются производными простых основных структур, таких как феназин-1,6-дикарбоновая кислота или феназин-1-карбоновая кислота, биосинтез которых хорошо изучен. Однако эти исходные структуры могут быть радикально изменены на периферии, так что возможно большое количество производных феназина, некоторые из которых действительно могут быть обнаружены у разных бактерий. Исследовательской группе молекулярной биотехнологии под руководством профессора Хельге Боде удалось выявить новые механизмы, позволяющие бактериям модифицировать эти простые базовые структуры, в результате чего получаются производные, действующие как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии, а также на клетки высшие организмы.
«Бактерии способны определять, какие производные должны быть созданы с использованием центрального нового промежуточного альдегида, а также активации второго биосинтетического генного кластера», - объясняет доктор И-Минг Ши, который исследовал эту систему во время Гумбольдта. стипендия. Это означает, что бактерии используют механизмы для разработки лекарств, аналогичные тем, которые используются в фармацевтических исследованиях, где новые производные производятся с использованием тех же основных структур. Скорее всего, бактерии используют феназины для уничтожения других бактерий и грибков, которые являются пищевыми конкурентами в их конкретной экосистеме. Используя стратегию создания множества различных видов производных, бактерии хорошо оснащены для противодействия неизвестным конкурентам, поскольку коктейль производных проявляет широкий спектр биологической активности.
«Теперь было бы интересно узнать, как бактерии на самом деле распознают, какие производные необходимы в данный момент времени», - говорит Хельге Боде. «Либо они производят только те производные, которые действительно необходимы, либо бактерии держат арсенал производных, чтобы быть готовыми к любой ситуации».
Поэтому группа продолжит свои исследования в этой области. Первые результаты по основным механизмам регуляции, которые также могут быть использованы для биотехнических приложений, кажутся многообещающими.