Обзор микробного производства биоактивных природных продуктов и биологических препаратов

Различные организмы, такие как бактерии, грибы и растения, продуцируют вторичные метаболиты, также называемые природными продуктами. Природные продукты служили богатым источником и основой для создания многочисленных лекарственных средств с существенно различающимися химическими структурами и видами биологической активности, включая антимикробную, иммунодепрессивную, противоопухолевую и противовоспалительную активность; многие из них были разработаны в качестве лекарственных препаратов и обладают потенциальным терапевтическим применением при заболеваниях человека. Помимо природных продуктов, недавнее развитие технологии рекомбинантной ДНК стимулировало создание широкого спектра биофармацевтических продуктов, таких как рекомбинантные белки, что обеспечило значительный прогресс в лечении широкого круга заболеваний и патологических состояний. В настоящей работе мы рассмотрим структуры и разнообразную биологическую активность природных продуктов и рекомбинантных белков, используемых в качестве ценных молекул в медицине, сельском хозяйстве и борьбе с насекомыми. Кроме того, мы рассмотрим прошлые и текущие усилия, а также достижения в разработке устойчивых и перспективных микроорганизмов в качестве клеточных фабрик для получения биологически активных молекул. Далее мы проанализируем междисциплинарные и комплексные инженерные подходы, направленные на повышение выхода микробного производства природных продуктов и белков и получение новых молекул. На протяжении всей статьи мы будем предлагать направления, в которых молекулярные соединения биологического происхождения, полученные с помощью микроорганизмов, и их аналоги могут и далее служить источником идей для разработки новых терапевтических средств в академической и промышленной среде.