多种组合生物合成策略用于C-H功能化Anthracyclinones
Rongbin Wang1, Benjamin Nji Wandi1, Nora Schwartz2
1Department of Life Technologies, University of Turku, FIN-20014 Turku, Finland.
研究人员对Streptomyces细菌进行了改造,以创建新的抗生素. 这一平台可以为潜在的治疗应用提供多种多样的,定制设计的Anthracyclines的组合生物合成.
科学领域:
- 合成生物学和*Streptomyces*物种的代谢工程.
- 自然产品生物合成,专注于多基基和人环素.
背景情况:
- *Streptomyces* 种类是生物活性代谢产物的丰富生产者,包括医学上重要的 antracycline 抗生素.
- 人环素中的化学多样性主要来自对糖链和核心支架的修改.
- 之前的工作建立了一个合成生物学工具箱在*Streptomyces coelicolor*M1152Δ*matAB*生产基本的Anthracyclinones.
研究的目的:
- 扩展现有的合成生物学平台,用于产生氧化修饰的环素类似物.
- 为了设计 *Streptomyces* 主体,以生产具有增强结构多样性的新型人环素.
主要方法:
- 酶交换:用mithramycin路径的芳酶环酶替换了缩酶和第一环环酶,以实现2-基化.
- 多氧化酶工程:为11-基化,1-基化,1-基化,10-基化,10-脱基化和4-基区域异构化引入了磁带.
- 主体和载体优化:开发了改进的等离子体载体和*S. coelicolor* M1152Δ*matAB*表达主体,以实现高效的环素生产.
主要成果:
- 通过结合芳酶循环酶,成功生成了2-氧化甲环类类似物.
- 经过工程设计的多氧化酶录音带使在特定位置实现了多种基化和区域异构化 (11, 1, 10, 4).
- 建立了优化的 *Streptomyces* 主体和载体,用于生产各种类人环素.
结论:
- 开发的平台显著扩大了可访问的Anthracyclines的化学多样性.
- 这项工作为使用重组*Streptomyces*进行定制人环素的组合生物合成提供了基础.
- 改造的菌株和方法为发现新的以环素为基础的治疗方法铺平了道路.
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