Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xác định AstG1, Một Bộ Điều Chỉnh Gia Đình LAL Tích Cực Kiểm Soát Sản Xuất Ansatrienin Trong Streptomyces sp. XZQH13
Tóm tắt
Ansamycin là một nhóm polyketid loại I được đặc trưng bởi đơn vị khởi đầu độc nhất 3-amino-5-hydroxybenzoic acid. Gia đình các hợp chất chuyển hóa thứ cấp này cho thấy nhiều hoạt động sinh học đa dạng, trong đó các thành viên nổi tiếng bao gồm rifamycin, geldanamycin và maytansine. Trước đó, chúng tôi đã phân lập một chủng có gen tổng hợp AHBA dương tính, Streptomyces sp. XZQH13, chứa một cụm gen tổng hợp ansamycin “im lặng” ast. Việc biểu hiện nội sinh của gen điều chỉnh các protein liên kết ATP lớn thuộc họ LuxR, astG1, nằm trong cụm này đã kích thích sự biểu hiện của các gen tổng hợp. Các thí nghiệm PCR phiên mã ngược cho thấy rằng sự biểu hiện của các gen tổng hợp chủ chốt, astB4, astD1 và astF1, đã được kích thích ở đột biến quá biểu hiện astG1 so với kiểu dáng hoang dã. Điều này dẫn đến việc phân lập hai ansatrienin đã biết, hydroxymycotrienin A (1) và thiazinotrienomycin G (2), được xác định qua phân tích dữ liệu phổ khối và phổ NMR từ đột biến. Những quan sát này cho thấy rằng astG1 có thể là một bộ điều chỉnh dương tính theo đường dẫn cho tổng hợp ansatrienin.
Từ khóa
#ansamycin #polyketid #Streptomyces #gen tổng hợp #điều chỉnh #sinh học phân tửTài liệu tham khảo
Bunet R, Song L, Mendes MV, Corre C, Hotel L, Rouhier N, Framboisier X, Leblond P, Challis GL, Aigle B (2011) Characterization and manipulation of the pathway-specific late regulator AlpW reveals Streptomyces ambofaciens as a new producer of Kinamycins. J Bacteriol 193(5):1142–1153. doi:10.1128/JB.01269-10
Chen S, von Bamberg D, Hale V, Breuer M, Hardt B, Muller R, Floss HG, Reynolds KA, Leistner E (1999) Biosynthesis of ansatrienin (mycotrienin) and naphthomycin. Identification and analysis of two separate biosynthetic gene clusters in Streptomyces collinus Tu 1892. Eur J Biochem 261(1):98–107. doi:10.1046/j.1432-1327.1999.00244.x
Chiang YM, Chang SL, Oakley BR, Wang CC (2011) Recent advances in awakening silent biosynthetic gene clusters and linking orphan clusters to natural products in microorganisms. Curr Opin Chem Biol 15(1):137–143. doi:10.1016/j.cbpa.2010.10.011
Hosokawa N, Naganawa H, Hamada M, Iinuma H, Takeuchi T, Tsuchiya KS, Hori M (2000) New triene-ansamycins, thiazinotrienomycins F and G and a diene-ansamycin, benzoxazomycin. J Antibiot (Tokyo) 53(9):886–894. doi:10.7164/antibiotics.53.886
Hosokawa N, Naganawa H, Hamada M, Takeuchi T, Ikeno S, Hori M (1996) Hydroxymycotrienins A and B, new ansamycin group antibiotics. J Antibiot (Tokyo) 49(5):425–431. doi:10.7164/antibiotics.49.425
Huitu Z, Linzhuan W, Aiming L, Guizhi S, Feng H, Qiuping L, Yuzhen W, Huanzhang X, Qunjie G, Yiguang W (2009) PCR screening of 3-amino-5-hydroxybenzoic acid synthase gene leads to identification of ansamycins and AHBA-related antibiotic producers in Actinomycetes. J Appl Microbiol. doi:10.1111/j.1365-2672.2008.04010.x
Ikeda H, Ishikawa J, Hanamoto A, Shinose M, Kikuchi H, Shiba T, Sakaki Y, Hattori M, Omura S (2003) Complete genome sequence and comparative analysis of the industrial microorganism Streptomyces avermitilis. Nat Biotechnol 21(5):526–531. doi:10.1038/nbt820
Kallifidas D, Kang HS, Brady SF (2012) Tetarimycin A, an MRSA-active antibiotic identified through induced expression of environmental DNA gene clusters. J Am Chem Soc 134(48):19552–19555. doi:10.1021/ja3093828
Kibby JJ, McDonald IA, Rickards RW (1980) 3-Amino-5-hydroxybenzoic acid as a key intermediate in ansamycin and maytansinoid biosynthesis. J Chem Soc Chem Commun 16:768–769. doi:10.1039/C39800000768
Kieser T, Bibb MJ, Buttner MJ, Chater KF, Hopwood DA (2000) Practical streptomyces genetics. The John Innes Foundation, Norwich
Kuscer E, Coates N, Challis I, Gregory M, Wilkinson B, Sheridan R, Petkovic H (2007) Roles of rapH and rapG in positive regulation of rapamycin biosynthesis in Streptomyces hygroscopicus. J Bacteriol 189(13):4756–4763. doi:10.1128/JB.00129-07
Laureti L, Song L, Huang S, Corre C, Leblond P, Challis GL, Aigle B (2011) Identification of a bioactive 51-membered macrolide complex by activation of a silent polyketide synthase in Streptomyces ambofaciens. Proc Natl Acad Sci USA 108(15):6258–6263. doi:10.1073/pnas.1019077108
Ochi K, Hosaka T (2013) New strategies for drug discovery: activation of silent or weakly expressed microbial gene clusters. Appl Microbiol Biotechnol 97(1):87–98. doi:10.1007/s00253-012-4551-9
Omura S, Ikeda H, Ishikawa J, Hanamoto A, Takahashi C, Shinose M, Takahashi Y, Horikawa H, Nakazawa H, Osonoe T, Kikuchi H, Shiba T, Sakaki Y, Hattori M (2001) Genome sequence of an industrial microorganism Streptomyces avermitilis: deducing the ability of producing secondary metabolites. Proc Natl Acad Sci USA 98(21):12215–12220. doi:10.1073/pnas.211433198
Qu XD, Lei C, Liu W (2011) Transcriptome mining of active biosynthetic pathways and their associated products in Streptomyces flaveolus. Angew Chem Int Ed 50(41):9651–9654. doi:10.1002/anie.201103085
Ramos JL, Martinez-Bueno M, Molina-Henares AJ, Teran W, Watanabe K, Zhang X, Gallegos MT, Brennan R, Tobes R (2005) The TetR family of transcriptional repressors. Microbiol Mol Biol Rev 69(2):326–356. doi:10.1128/MMBR.69.2.326-356.2005
Sambrook J, Russell DW, Russell DW (2001) Molecular cloning: a laboratory manual (3-volume set)
Sugita M, Sasaki T, Furihata K, Seto H, Otake N (1982) Studies on mycotrienin antibiotics, a novel class of ansamycins. II. Structure elucidation and biosynthesis of mycotrienins I and II. J Antibiot (Tokyo) 35(11):1467–1473. doi:10.7164/antibiotics.35.1460
van Kessel JC, Ulrich LE, Zhulin IB, Bassler BL (2013) Analysis of activator and repressor functions reveals the requirements for transcriptional control by LuxR, the master regulator of quorum sensing in Vibrio harveyi. MBio 4(4):e00378. doi:10.1128/mBio.00378-13e00378-13
Wang H, Chen Y, Ge L, Fang T, Meng J, Liu Z, Fang X, Ni S, Lin C, Wu Y, Wang M, Shi N, He H, Hong K, Shen Y (2013) PCR screening reveals considerable unexploited biosynthetic potential of ansamycins and a mysterious family of AHBA-containing natural products in actinomycetes. J Appl Microbiol 115(1):77–85. doi:10.1111/jam.12217
Wilson DJ, Xue YQ, Reynolds KA, Sherman DH (2001) Characterization and analysis of the PikD regulatory factor in the pikromycin biosynthetic pathway of Streptomyces venezuelae. J Bacteriol 183(11):3468–3475. doi:10.1128/jb.183.11.3468-3475.2001
Wu YY, Kang QJ, Shen YM, Su WJ, Bai LQ (2011) Cloning and functional analysis of the naphthomycin biosynthetic gene cluster in Streptomyces sp. CS. Mol Biosyst 7(8):2459–2469. doi:10.1039/c1mb05036b