メタボロゲノミックターゲティングとレギュレータ過剰表現によるシナモイルを含む非リボソームペプチドの論理的探求

科学分野:

• 微生物学と天然製品の発見
• ゲノミクスとバイオインフォマティクス
• 生化学と化学生物学

背景:

• シナモイルを含む非リボソームペプチド (CCNP) は,潜在的な治療用途を持つユニークな生物活性化合物です.
• CCNPの発見は生物合成遺伝子クラスターの静かな性質のために困難です.

研究 の 目的:

• 新しいCCNPの発見のための標的型ゲノム採掘戦略を開発する.
• CCNPの生産を向上させるため,静かな生物合成遺伝子クラスタを活性化します.
• 新しいCCNPを分離し,特徴づけ,その生物学的活動を評価する.

主な方法:

• シナモイルイソメラーゼを用いたゲノムマイニングで,ヒット株を特定する.
• ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) によるスクリーニングとオンラインデータベースの検索
• アイソメラーゼアンプリコンの配列類似ネットワークと系統分析
• LuxRレギュレータの過剰発現と培養物の最適化による静止遺伝子クラスタの活性化.
• 紫外線吸収とMS/MSの断片化による代謝検出
• 構造の解明は,光譜分析と化学的誘導による.
• 生物合成経路の生物情報分析

主要な成果:

• シナモイルイソメラーゼ遺伝子を含んだ39のヒット株を特定した.
• 13の異なるクラードでZ型,E型,M型に分類されたCCNP.
• 20種の静かな遺伝子クラスターを活性化し,観測可能なCCNPの生成につながった.
• オキシキラミシンB,グワナシナミシン,ルクソシナミシンA-Dを含む6つの新しいCCNPを分離した.
• グワナシナミシンは抗菌性の有意な作用を示した.
• ルクソシナミシンAは,胃がん細胞に対する適度な抗増殖作用を示した.

結論:

• 転写レギュレータ過剰発現と組み合わせた標的メタボロゲノミックアプローチは,生物活性CCNPの発見のための効率的なプラットフォームです.
• この研究は,有望な治療の可能性を持つ新しいCCNPを成功裏に特定しました.
• 開発された方法は,将来の天然製品発見の取り組みのための論理的な枠組みを提供します.