La orquestación de la ciclización del policetido discoide en la vía de la resistomicina

Área de la Ciencia:

• Microbiología Microbiología.
• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología sintética Biología sintética.

Sus antecedentes:

• La resistomicina, un metabolito bacteriano de *Streptomyces resistomycificus*, posee un sistema de anillo discoide pentacíclico único.
• Esta estructura contrasta con las arquitecturas lineales o angulares que se encuentran comúnmente en las policetidas aromáticas.
• Comprender la biosíntesis de estas estructuras únicas es crucial para explorar nuevos productos naturales y mecanismos enzimáticos.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar los genes y enzimas responsables de la biosíntesis de la resistomicina.
• Para dilucidar el mecanismo de formación de anillos discoides en la síntesis de policetidos.
• Investigar las diferencias funcionales entre las ciclases de resistomicina y las involucradas en las vías lineal/angular de la policetida.

Principales métodos:

• La disección genética sistemática y la reconstitución del grupo de genes de la poliquetida sintasa tipo II (PKS) para la resistomicina (rem).
• Análisis de correlación de la función de la secuencia de aminoácidos de las ciclases de resistomicina.
• Experimentos de complementación cruzada entre los componentes PKS de la resistomicina y la tetracenomicina.
• Análisis mutacionales y reconstitución de la vía in vivo para identificar ciclasas involucradas en la ciclización discoide.
• Perfiles metabólicos de las cepas mutantes.

Principales resultados:

• Se identificaron todos los genes suficientes para la biosíntesis de resistomicina (rem PKS).
• Se identificaron tres ciclasas (RemI, RemF, RemL) como esenciales para el proceso de ciclización discoide.
• La complementariedad cruzada indicó pasos biosintéticos tempranos compartidos entre las vías de resistomicina y tetracenomicina.
• Se descubrió un nuevo derivado de la tetracenomicina, TcmR1.
• La acción concertada de la PKS y las tres ciclases es necesaria para formar la estructura de anillo discoide.

Conclusiones:

• La biosíntesis de resistomicina utiliza un conjunto único de enzimas, incluidas tres ciclases específicas, para lograr una estructura discoide pentacíclica.
• Los hallazgos apoyan un modelo en el que el complejo PKS multienzima actúa como una "jaula" para dar forma al policetido, en lugar de la ciclización secuencial por enzimas individuales.
• Este estudio proporciona información sobre la evolución y la diversidad de las vías de biosíntesis de policeturo y los mecanismos enzimáticos.