大基因组数据揭示了I型多基酸合成酶在生物群中的分布
Hans W Singh1, Kaitlin E Creamer1, Alexander B Chase1
1Center for Marine Biotechnology and Biomedicine, Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego , La Jolla, California, USA.
微生物多基合成酶 (PKS) 是自然产品发现的关键. 这项研究分析了跨多种生物体的35,000多个I型PKS合成酶域,揭示了独特的分布和新型化合物发现的潜力.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 微生物聚基酸合成酶 (PKS) 对于生产有价值的天然产品至关重要.
- 甲基因组分析表明,庞大的,尚未探索的聚基化物生物合成潜力.
- I型PKS (T1PKS) 基因是复杂的,代表了这一潜力的很大一部分.
研究的目的:
- 使用合成酶 (KS) 域评估T1PKS基因在全球生物体中的多样性和分布.
- 识别生物体特定的KS域签名及其与新型化合物结构的潜在联系.
- 优化PCR原始剂,以从环境样本中增强KS域多样性的恢复.
主要方法:
- 利用NaPDoS2网络工具检测和分类来自137个元基因组数据集的35,000多个类型I KS域.
- 分析了KS域的遗传学关系,以推断PKS基因的分类和分布.
- 评估了常用的PCR原料用于I型KS放大和拟议的修改.
主要成果:
- 确定了KS领域的独特生物体特异分布,土壤富含cis-AT和混合 cis-ATKS,海洋沉积物富含多不和脂肪酸和与enediyne相关的KSs.
- 链接了Actinobacteria与土壤衍生的enediyne和cis-AT KS,以及海洋KS与特定类的关联,其中一些以前与它们产生的化合物无关.
- 发现了基因组学上截然不同的KS类,表明了新的结构或酶功能,并确定了用于改善多样性捕获的初级区域.
结论:
- 甲基因组 KS 域分析为针对新型多基虫的生物发现策略提供了强大的路线图.
- 生物群特异性的KS类型突出显示了具有显著生物合成潜力的尚未探索的环境.
- 优化的PCR原始剂可以增强多种KS序列的恢复,推进PKS生物地理学的研究.
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