Получение болденона и тестостерона из фитостерола посредством каскадных биотрансформаций в одной реакционной системе

Тестостерон (TS) и его 1(2)-дегидрированное производное болденон (BD) широко применяются в медицине, ветеринарии и в качестве предшественников для органического синтеза многих лекарственных стероидов. Экологичное получение этих соединений возможно ферментативно из андростендиона (AD) или из фитостерола (PS) с использованием стадий ферментации. В настоящем исследовании показано, что аскомицет Curvularia sp. VKM F-3040 превращает андростадиендион (ADD) с выходом BD 97% и 78% (моль/моль) при концентрациях 4 и 10 г/л соответственно. На основании высокой активности 17β-гидроксистероиддегидрогеназы (17β-HSD) разработана новая каскадная биотрансформация PS для получения TS и BD. На первой стадии штаммы Mycolicibacterium neoaurum VKM Ac-1815D и VKM Ac-1816D превращали PS (5 и 10 г/л) соответственно в AD и ADD (по 2,5 и 5 г/л соответственно). На второй стадии мицелий гриба в оптимальных условиях восстанавливал AD или ADD с эффективностью более 90%, образуя соответственно TS или BD. На основании транскриптомного анализа в геноме Curvularia sp. выявлены шесть генов-кандидатов, которые могут кодировать 17β-HSD. Наряду с 17β-HSD гриб обладал индуцируемой 7-монооксигеназой P450, что приводило к накоплению 7α-гидрокситестостерона (7α-OH-TS) как основного продукта превращения AD — до 83% в течение 24 ч после добавления мицелия на второй стадии каскадной биотрансформации. Присутствие ингибитора синтеза белка циклогексимида (CHX) предотвращало 7α/β-гидроксилирование вследствие подавления синтеза фермента de novo в клетках гриба. Полученные результаты демонстрируют высокий биотехнологический потенциал штамма Curvularia sp. и открывают перспективы синтеза ценных 17β-восстановленных и 7-гидроксилированных стероидов посредством каскадных биотрансформаций.