Celem projektu jest opracowanie metody ekstrakcji i oczyszczania wiolaceiny, związku produkowanego wewnątrzkomórkowo przez nieliczne szczepy bakterii Gram ujemnych.
Wiolaceina jest to organiczny związek chemiczny będący pochodną indolu. Mikroorganizmy zdolne do produkcji tego związku charakteryzują się ciemnofioletowym zabarwieniem kolonii. W szlaku biosyntezy wiolaceiny bierze udział 5 enzymów (VioA, VioB, VioC, VioD, VioE), które umożliwiają bakteriom utlenienie L-tryptofanu do pożądanego produktu końcowego. Jak wykazały badania ostatnich lat związek ten wykazuje właściwości przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, przeciwnowotworowe oraz przeciwbiałaczkowe. Badania nad wpływem wiolaceiny na linie komórkowe, prowadzone przez wiele niezależnych zespołów z całego świata, wskazują że działa on na linie nowotworowe już w niewielkich stężeniach. Dokładniejsze badania pozwoliły na stwierdzenie, że indukuje ona apoptozę niektórych rodzajów komórek nowotworowych nie wpływając negatywnie na komórki normalne. Dzięki temu istnieje szansa na znalezienie skutecznej metody na walkę z chorobami nowotworowymi, co pozwala założyć wysoki potencjał aplikacyjny.
Podczas współpracy z dr Małgorzatą Milner-Krawczych z ZTiBŚL PW udało Nam się wyizolować i oczyścisz szczep bakterii, który posiada zdolność do wewnatrzkomorkowej produkcji wiolaceiny. Szczep wyizolowano z próbek wody pobranej ze studni w Nadarzynie k. Warszawy w 2016 roku.
Udało nam się przeprowadzić sekwencjonowanie fragmentu 16S rRNA, na podstawie którego określono przynależność gatunkową wyizolowanego ze środowiska szczepu (KP16). Został on określony jako Janthinobacterium lividum. Wykonano także analizę MS osuszonego ekstraktu komórkowego i na jej podstawie potwierdzono zdolność KP16 do produkcji wiolaceiny.
W ramach niniejszego grantu planujemy przede wszystkim wykonanie dokładnej analizy biochemicznej wyizolowanego szczepu w oparciu o API 20E, API ZYM, API 50 CH (firmy BioMerieux), która pozwoli na późniejszą optymalizację produkcji związku przez badany szczep. W następnej kolejności planowane jest opracowanie wydajnej metody hodowli powierzchniowej szczepu KP16. Ponadto planowane jest przeprowadzenie optymalizacji ekstrakcji wiolaceiny oraz analiza uzyskanych ekstraktów za pomocą HPLC. Znalezienie sposobu efektywnej ekstrakcji wiolaceiny jest krokiem niezbędnym, który otworzyłoby drogę dla Naszego Koła Naukowego do dalszych badań właściwości tego związku. Po zakończeniu niniejszego projektu, w dalszej perspektywie planowane są prace nad chemiczną modyfikacją wiolaceiny. Dzięki współpracy z ZTiBŚL PW będziemy mieli także możliwość badania wpływu wiolaceiny i jej modyfikacji na komórki nowotworów skóry.