Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải thiện nồng độ iso-migrastatin trong chủng Streptomyces lividans SB11002 được tinh chỉnh thông qua tối ưu hóa điều kiện lên men
Tóm tắt
Sự sản xuất heterologous iso-migrastatin (iso-MGS) đã được chứng minh thành công trong một chủng S. lividans SB11002 được thiết kế, được phát triển từ S. lividans K4-114, sau khi đưa vào pBS11001, chứa toàn bộ cụm gen sinh tổng hợp mgs. Tuy nhiên, dưới các điều kiện lên men tương tự, nồng độ iso-MGS trong chủng đã được thiết kế thấp hơn đáng kể so với ở nhà sản xuất bản địa — Streptomyces platensis NRRL 18993. Để khắc phục vấn đề nồng độ iso-MGS thấp và mở rộng tính hữu dụng của hệ thống heterologous này cho việc sinh tổng hợp và kỹ thuật iso-MGS, việc tối ưu hóa hệ thống môi trường lên men đã được thực hiện một cách hệ thống. Ảnh hưởng của các thành phần chính trong môi trường nuôi cấy, bao gồm carbon, nguồn nitơ hữu cơ và vô cơ, đã được nghiên cứu thông qua phương pháp tối ưu hóa từng yếu tố. Kết quả cho thấy, sucrose và chiết xuất men là các nguồn carbon và nitơ hữu cơ tốt nhất, dẫn đến sản xuất iso-MGS được tối ưu hóa. Ngược lại, tất cả các nguồn nitơ vô cơ khác được đánh giá đều tạo ra các mức độ ức chế khác nhau đối với sản xuất iso-MGS. Cuối cùng, môi trường sản xuất R2YE được tối ưu hóa đã sản xuất iso-MGS với nồng độ 86.5 mg/L, cao gấp khoảng 3.6 lần so với môi trường R2YE ban đầu và cao gấp 1.5 lần so với nồng độ tìm thấy trong nhà sản xuất S. platensis NRRL 18993 bản địa.
Từ khóa
#iso-migrastatin #Streptomyces lividans #tối ưu hóa môi trường lên men #sinh tổng hợpTài liệu tham khảo
Newman, D. J., G. M. Cragg, and K. M. Snader (2003) Natural products as sources of new drugs over the period 1981–2002. J. Nat. Prod. 66: 1022–1037.
Bode, H. B. and R. Muller (2005) The impact of bacterial genomics on natural product research. Angew. Chem. Int. Ed. 44: 6828–6846.
Wendt-Pienkowski, E., Y. Huang, J. Zhang, B. Li, H. Jiang, H. Kwon, C. R. Hutchinson, and B. Shen (2005) Cloning, sequencing, analysis, and heterologous expression of the fredericamycin biosynthetic gene cluster from Streptomyces griseus. J. Am. Chem. Soc. 127: 16442–16452.
Sosio, M., F. Giusino, C. Cappellano, E. Bossi, A. M. Puglia, and S. Donadio (2000) Artificial chromosomes for antibiotic-producing actinomycetes. Nat. Biotechnol. 18: 343–345.
Martinez, A., S. J. Kolvek, C. L. T. Yip, J. Hopke, K. A. Brown, I. A. MacNeil, and M. S. Osburne (2004) Genetically modified bacterial strains and novel bacterial artificial chromosome shuttle vectors for constructing environmental libraries and detecting heterologous natural products in multiple expression hosts. Appl. Env. Microb. 70: 2452–2463.
Zhang, H. R., Y. Wang, and B. A. Pfeifer (2008) Bacterial hosts for natural product production. Mol. Pharmacol. 5: 212–225.
Ju, J., S. K. Lim, H. Jiang, and B. Shen (2005) Migrastatin and dorrigocins are shunt metabolites of iso-migrastain. J. Am. Chem. Soc. 127: 1622–1623.
Shan, D., L. Chen, J. T. Njardarson, C. Gaul, X. Ma, S. J. Danishefsky, and X. Y. Huang (2005) Synthetic analogues of migrastatin that inhibit mammary tumor metastasis in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. 102: 3772–3776.
Metaferia, B. B., L. Chen, H. L. Baker, X. Y. Huang, and C. A. Bewley (2007) Synthetic macrolides that inhibit breast cancer cell migration in vitro. J. Am. Chem. Soc. 129: 2434–2435
Reymond, S. and J. Cossy (2008) Migrastatin and analogues: New anti-metastatic agents. Comptes Rendus Chim. 11: 1447–1462.
Ju, J., S. R. Rajski, S. K. Lim, J. W. Seo, N. R. Peters, F. Hoffmann, and B. Shen (2009) Lactimidomycin, iso-migrastatin and related glutarimide-containing 12-membered macrolides are extremely potent inhibitors of cell migration. J. Am. Chem. Soc. 131: 1370–1371.
Nakae, K., Y. Nishimura, S. Ohba, and Y. Akamatsu (2006) Migrastatin acts as a muscarinic acetylcholine receptor antagonist. J. Antibiot. 59: 685–692.
Takemoto, Y., E. Tashiro, and M. Imoto (2006) Suppression of multidrug resistance by migrastatin. J. Antibiot. 59: 435–438.
Lim, S. K., J. Ju, E. Zazopoulos, H. Jiang, J. W. Seo, Y. Chen, Z. Feng, S. R. Rajski, C. M. Farnet, and B. Shen (2009) iso-Migrastatin, migrastatin, and dorrigocin production in Streptomyces platensis NRRL 18993 is governed by single biosynthetic machinery featuring an acyltransferase-less Type I polyketide synthase. J. Biol. Chem. 284: 29746–29756.
Feng, Z., L. Wang, S. R. Rajski, Z. Xu, M. F. Coeffet-LeGal, and B. Shen (2009) Engineered production of iso-migrastatin in heterologous hosts. Bioorg. Med. Chem. 17: 2147–2153.
Ju, J., S. K. Lim, H. Jiang, J. W. Seo, and B. Shen (2005) Isomigrastatin congeners from Streptomyces platensis and generation of a glutarimide polyketide library featuring the dorrigocin, lactimidomycin, migrastatin, and NK 30424 scaffolds. J. Am. Chem. Soc. 127: 11930–11931.
Kieser, T., M. J. Bibb, M. J. Buttner, K. F. Chater, and D. A. Hopwood (2000) Practical Streptomyces genetics: A Laboratory Manual. 2nd Ed. The John Innes Foundation, Norwich, U.K.
Ju, J., S. K. Lim, H. Jiang, J. W. Seo, Y. Her, and B. Shen (2006) Thermolysis of Iso-migrastatin and its congeners via [3,3]-sigmatropic rearrangment: A new route to the synthesis of migrastatin and its analogues. Org. Lett. 8: 5865–5868.
Buese, M., A. Kopmann, H. Diekmann, and M. Thoma (1999) Oxygen, pH value, and carbon sources induced changes of the mode of oscillation in synchronous continuous culture of Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Bioeng. 63: 410–417.
Nakamura, M. and B. L. Pitsch (1961) Effect of size of inocula on growth of Shigella sonnei in a chemically defined medium. Can. J. Microbiol. 7: 848–849.
Olano, C., F. Lombó, C. Méndez, and A. S. José (2008) Improving production of bioactive secondary metabolites in actinomycetes by metabolic engineering. Metab. Eng. 10: 281–292.
Galm, U. and B. Shen (2006) Expression of biosynthetic gene cluster in heterologous hosts for natural product production and combinatorial biosynthesis. Expert Opin. Drug Discov. 1: 409–437.