Современные тенденции и перспективы микробной биоконверсии стероидов

Микробиологическая трансформация стеролов в настоящее время составляет технологическую основу промышленного производства ценных предшественников стероидов — так называемых синтонов, из которых комбинированными химическими и ферментативными методами получают широкий спектр стероидных и индановых изопреноидов. К этим соединениям относятся ценные кортикоиды, нейростероиды, половые гормоны, желчные кислоты и другие терпеноидные липиды, необходимые для медицины, фармацевтики, пищевой, ветеринарной и сельскохозяйственной отраслей. Достижения в понимании молекулярных механизмов микробной деградации стероидов, а также развитие и внедрение генетических технологий открыли новую эру в стероидной биотехнологии. Метаболическая инженерия микроорганизмов-продуцентов позволяет не только улучшать биокаталитические свойства промышленных штаммов за счёт усиления целевой активности и/или подавления нежелательной активности, предотвращая образование побочных продуктов или разрушение стероидного ядра, но и перенаправлять метаболические потоки в клетках на накопление новых метаболитов, потенциально полезных для практического применения. Наряду с цельноклеточным катализом растёт интерес к ферментативным методам, позволяющим осуществлять селективную структурную модификацию стероидов, включая введение двойных связей, окисление стероидных спиртов или восстановление карбонильных групп стероидов. Перспективным направлением является конструирование штаммов на основе гетерологичной экспрессии чужеродных систем стероидогенеза — бактериальных, грибковых или млекопитающих, — обеспечивающих селективное образование востребованных гидроксилированных стероидов. В настоящем обзоре кратко рассмотрены современные тенденции и достижения микробной стероидной биотехнологии за последние несколько лет с особым вниманием к применению методов метаболической инженерии и синтетической биологии для совершенствования существующих и создания новых цельноклеточных микробных биокатализаторов.