1989 г. – год образования лаборатории на основе группы “Иммобилизованные микроорганизмы” в составе Отдела микробиологической трансформации органических соединений (руководитель академик Г.К. Скрябин). 

1989–1997 гг. – лабораторией руководила Кира Александровна Кощеенко, доктор биологических наук, профессор

С 1997 г. – лабораторией руководит Марина Викторовна Донова, главный научный сотрудник, доктор биологических наук

Направления исследований

Изучение молекулярных механизмов метаболизма экзогенных изопреноидных соединений микроорганизмами; генетическая и метаболическая инженерия микробных продуцентов; создание промышленных клеточных биокатализаторов нового поколения и разработка на их основе микробных технологий для производства ценных стероидных и других биоактивных соединений.

Основные достижения

• Создана коллекция стероидтрансформирующих микроорганизмов

На основе системного анализа и экспериментального скрининга выявлены микроорганизмы с уникальными биокаталитическими возможностями в отношении стероидных соединений. Создана рабочая коллекция, включающая штаммы, способные к осуществлению различных реакций структурной модификации стероидов, включая регио- и стереоспецифическое гидроксилирование, лактонизацию, другие реакции оксифункционализации стероидного ядра, введение двойных С-С связей, восстановление карбонильных групп, окисление боковой цепи, деэтерификацию и др.

• Изучены пути метаболизма природных и синтетических стероидов у актинобактерий и микромицетов

Изучены особенности трансформации микроорганизмами различной таксономической принадлежности широкого ряда андростанов, прегнанов, стеринов, неконъюгированных желчных кислот. Исследованы свойства и локализация ряда ключевых ферментов модификации стероидного ядра у стеринтрансформирующих микобактерий.

• Получены приоритетные данные об особенностях организации и функционирования путей катаболизма природных стеринов у актинобактерий.

На основе полногеномного и полнотранскриптомного анализа и изучения профиля стероидных и изопреноидных метаболитов выявлены особенности организации и функционирования путей катаболизма природных стеринов у представителей родов Mycolicibacterium, Nocardioides, Saccharopolyspora, установлены наборы ключевых генов, важных для перенаправления метаболических потоков в клетке в сторону образования целевых стероидов.

• Разработана методология гетерологической экспрессии эукариотических систем стероидогенеза в бактериальных хозяевах и созданы рекомбинантные штаммы, продуцирующие важные стероидные гормоны из природных стеринов

Функциональная экспрессия чужеродных систем стероидогенеза в Mycolicibacterium smegmatis mc2 15, M. neoaurum ВКМ Ас-1815Д и других микробных хозяевах впервые позволила создать штаммы, способные к продукции тестостерона, прогестерона и прегненолона из стеринов (холестерина, фитостерина).  

• Созданы эффективные рекомбинантные штаммы актинобактерий, осуществляющие каскады реакций структурной модификации природных стеринов с получением важных для фармацевтики соединений, включая стероидные гормоны и ценные соединения инданового ряда

• Созданы научно-практические основы биотехнологического производства жизненно-необходимых соединений, включая кортикостероиды, минералокортикоиды, нейростероиды, желчные кислоты

Получены эффективные штаммы-биокатализаторы, исследованы особенности модификации стартовых молекул. Выявлены условия, способствующие наиболее эффективной продукции целевых соединений и минимизации побочных реакций.

Разработаны: химико-микробиологический синтез эксеместана – эффективного препарата для терапии гормонозависимых форм рака молочной железы, способы получения урсодезоксихолевой кислоты, использующейся в терапии желчекаменной болезни и других заболеваний в гастроэнтерологии, преднистероидов (преднизолона, 6-метилпреднизолона), галоидкортикоидов, нейростероидов (дегидроэпиандростерона и его гидроксипроизводных), востребованных в медицинской практике.

• Разработан комплекс биотехнологий (более 20 разработок) для производства ценных стероидных соединений из фитостеринов и стеринсодержащих промышленных отходов.

Совместно с ХФ МГУ им. М.В. Ломоносова разработан комплекс технологий химико-микробиологического синтеза фармацевтических субстанций дексаметазона и дексаметазона 21-фосфата из возобновляемого растительного сырья – фитостерина и стеринсодержащих промышленных отходов.

Созданы эффективные промышленные штаммы – продуценты андростендиона, андростадиендиона, 9-гидроксиандростендиона, дегидроэпиандростендиона, оптимизированы условия их роста и биоконверсии стеринов. Биопроцессы масштабированы до пилотного или опытно-промышленного уровня. Разработаны эффективные процедуры выделения и очистки стероидов с получением кристаллических продуктов высокой степени очистки (99.5 – 99.8%).

Сотрудничество, партнерство, кооперация

Лаборатория имеет обширные научные связи и активно сотрудничает с различными российскими и зарубежными научными организациями и компаниями: МГУ им. М.В. Ломоносова (Химический факультет, Факультет биоинформатики и биоинженерии, НИИ ФХБ им. А.Н. Белозерского), Istituto di Chimica del Riconoscimento (Милан, Италия), Prodotti Chimica Alimentari, University of York (UK), NIH (США), The Asociación de Investigación INBIOTEC Instituto de Biotecnología de León, (Испания), и др., а также R&D компаниями из Германии, Финляндии, Норвегии, Японии, Южной Кореи, Индии, Китая и др. Сотрудники лаборатории принимают активное участие в Международных и Российских научных конференциях и симпозиумах, выступая с устными и постерными докладами.

Опубликовано 4 монографии, 220 статей. Защищена 1 докторская диссертация, 6 кандидатских диссертаций; получено 21 патентов РФ; выполнено 23 проекта по грантам РФФИ, РНФ, Министерства образования и науки, Министерства промышленности и торговли, Международным и российским проектам и договорам·