采矿土壤元基因组以更好地了解自然产品结构多样性的演变:五角多作为一个案例研究

科学领域:

• 转基因组学是指转基因组学.
• 自然产品化学 自然产品化学
• 生物信息学是一种生物信息学.

背景情况:

• 超基因组图书馆挖掘使自然产品基因集群从环境DNA (eDNA) 中恢复.
• 合成酶 (KS) 基因序列 (序列标签) 用于探索结构和生物合成多样性.
• 电子DNA衍生的KS序列标签经常落在已知的基因组之间,这表明了新发现的潜力.

研究的目的:

• 探索五角多 (PPs) 的结构和生物合成多样性,使用元基因组图书馆的序列导向采矿.
• 研究中介eDNA衍生序列标签对于发现新生物活性代谢物和相关基因集群的有用性.
• 了解自然产品结构多样性的演变.

主要方法:

• 从土壤eDNA库中利用了合成酶 (KS) PCR扩增序列 (序列标签).
• 在eDNA衍生序列标签上进行了家族遗传学分析.
• 恢复的基因集群对应于特定的eDNA衍生的KSβ序列标签.
• 在Streptomyces albus中基因集群的异质表达.

主要成果:

• 从两个eDNA衍生的KSβ序列标签中恢复了基因集群,这些标签位于已知的PP代谢物类别之间.
• 隔离了三种新的PP:具有抗增殖活性的卡力桑托米A (1),具有抗菌活性的阿里尼米C (2) 和D (3).
• 根据基因型-化学型比较,定义了四个PP子家族.
• 观察到PP定制基因的受限水平转移.

结论:

• 中间的eDNA衍生序列标签对于发现新的生物活性代谢物和相关的基因集群非常有价值.
• 该研究确定了具有显著生物活性的新型PP,扩大了已知的PP化学空间.
• 研究结果表明,PP结构多样性的演变受到基因相关性和水平基因转移模式的影响.