CZ2009278A3 - Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu - Google Patents
Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009278A3 CZ2009278A3 CZ20090278A CZ2009278A CZ2009278A3 CZ 2009278 A3 CZ2009278 A3 CZ 2009278A3 CZ 20090278 A CZ20090278 A CZ 20090278A CZ 2009278 A CZ2009278 A CZ 2009278A CZ 2009278 A3 CZ2009278 A3 CZ 2009278A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- celesticetin
- biosynthesis
- cluster
- gene cluster
- genes
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 108091008053 gene clusters Proteins 0.000 title claims abstract description 10
- VMSQKUCYEMOKMM-HUQJOJSCSA-N 2-[(2s,3s,4r,5r,6s)-3,4,5-trihydroxy-6-[(1r,2r)-2-methoxy-1-[[(2s)-1-methylpyrrolidine-2-carbonyl]amino]propyl]oxan-2-yl]sulfanylethyl 2-hydroxybenzoate Chemical compound N([C@H]([C@@H](C)OC)[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](SCCOC(=O)C=2C(=CC=CC=2)O)O1)O)C(=O)[C@@H]1CCCN1C VMSQKUCYEMOKMM-HUQJOJSCSA-N 0.000 title claims description 25
- VMSQKUCYEMOKMM-UHFFFAOYSA-N Celesticetin Natural products O1C(SCCOC(=O)C=2C(=CC=CC=2)O)C(O)C(O)C(O)C1C(C(C)OC)NC(=O)C1CCCN1C VMSQKUCYEMOKMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 4
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 claims description 4
- 241001509463 Streptomyces caelestis Species 0.000 abstract description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 abstract description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 21
- OJMMVQQUTAEWLP-UHFFFAOYSA-N Lincomycin Natural products CN1CC(CCC)CC1C(=O)NC(C(C)O)C1C(O)C(O)C(O)C(SC)O1 OJMMVQQUTAEWLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- OJMMVQQUTAEWLP-KIDUDLJLSA-N lincomycin Chemical compound CN1C[C@H](CCC)C[C@H]1C(=O)N[C@H]([C@@H](C)O)[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](SC)O1 OJMMVQQUTAEWLP-KIDUDLJLSA-N 0.000 description 15
- 229960005287 lincomycin Drugs 0.000 description 15
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 3
- 125000003712 glycosamine group Chemical group 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- CYXLHZVPLXEUPP-ZETCQYMHSA-N (2s)-1-propylpyrrolidin-1-ium-2-carboxylate Chemical compound CCCN1CCC[C@H]1C(O)=O CYXLHZVPLXEUPP-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108700005075 Regulator Genes Proteins 0.000 description 2
- 241000187399 Streptomyces lincolnensis Species 0.000 description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 2
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 2
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical compound OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical group OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 description 1
- SHIBSTMRCDJXLN-UHFFFAOYSA-N Digoxigenin Natural products C1CC(C2C(C3(C)CCC(O)CC3CC2)CC2O)(O)C2(C)C1C1=CC(=O)OC1 SHIBSTMRCDJXLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 1
- 101710116650 FAD-dependent monooxygenase Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 102000016397 Methyltransferase Human genes 0.000 description 1
- 108060004795 Methyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- 101710128228 O-methyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013601 cosmid vector Substances 0.000 description 1
- QONQRTHLHBTMGP-UHFFFAOYSA-N digitoxigenin Natural products CC12CCC(C3(CCC(O)CC3CC3)C)C3C11OC1CC2C1=CC(=O)OC1 QONQRTHLHBTMGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHIBSTMRCDJXLN-KCZCNTNESA-N digoxigenin Chemical compound C1([C@@H]2[C@@]3([C@@](CC2)(O)[C@H]2[C@@H]([C@@]4(C)CC[C@H](O)C[C@H]4CC2)C[C@H]3O)C)=CC(=O)OC1 SHIBSTMRCDJXLN-KCZCNTNESA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 244000000059 gram-positive pathogen Species 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- -1 i.e. in pharmacy Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Sekvence shluku (clusteru) genu mikroorganismu aktinomycety Streptomyces caelestis kódujících biosyntézu, biologicky aktivní látky, celesticetinu. Použití této sekvence k príprave hybridních látek linkosamidových antibiotik.
Description
Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu
Oblast techniky
Vynález se týká využití shluku genů pro biosyntézu antibiotika celesticetinu k výrobě hybridních látek na bázi linkosamidových antibiotik.
Dosavadní stav techniky
Linkomycin a celesticetin patří do skupiny linkosamidových antibiotik. Klinicky významnější linkomycin je produkován různými druhy aktinomycet vč. kmenu Streptomyces lincolnensis a je využíván k léčbě infekcí způsobených grampozitívními patogeny.
Celesticetin je druhým přirozeným linkosamidovým antibiotikem a je produkován kmenem Streptomyces caelestis. Byla popsána mikrobiologická a semisyntetická příprava několika derivátů celesticetinu. Celesticetin a jeho deriváty mají mnohem nižší účinnost než linkomycin a proto nejsou využívány klinicky.
V biosyntéze linkomycinu dochází k oddělené syntéze dvou prekurzorů propylprolinu (PPL) a methylthiolinkosamidu (MTL), které jsou kondenzací spojeny na Ndemethyllinkomycin a ten je dále methylován na výsledný linkomycin. V případě celesticetinu je cukerná složka MTL spojena s prolinem a salicylátem.
V roce 1995 byla publikována sekvence shluku genů kódujících proteiny pro biosyntézu linkomycinu - Imb shluk. Tento shluk obsahuje geny pro biosyntézu obou prekurzorů, geny pro kondenzační reakci, regulační geny a geny pro rezistenci k linkomycinu. Shluk pro biosyntézu celesticetinu zatím popsán nebyl.
Podstata vynálezu
Byla popsána sekvence genového shluku pro biosyntézu celesticetinu a označena jako ccb shluk. Tato sekvence je využitelná pro přípravu nových, biologicky aktivních látek.
Pro tyto účely byla připravena kosmidová knihovna z chromozomální DNA Streptomyces caelestis ATCC 15084. Kosmidy nesoucí časti celesticetinového shluku byly vyhledány za « · použití homologních sond z linkomycinového shluku. Sekvenční analýzou kosmidů byla zjištěna přítomnost celého shluku pro biosyntézu celesticetinu.
Celesticetinový shluk (ccb shluk) o velikosti 27350 pb je ohraničen geny ccrl a ccb5 a obsahuje celkem 24 geny. Shluk obsahuje geny pro biosyntézu cukerné složky (MTL) a salicylátu, geny pro kondenzační reakci, regulační geny a geny pro resistenci k celesticetinu. Rozdíly vbiosyntéze linkomycinu a celesticetinu se odrážejí ve složení obou shluku genů. V biosyntéze celesticetinu dochází ke spojení aminocukerné jednotky IvITL s proteinogenním prolinem. Proto v ccb shluku chybí homology linkomycinových genů zodpovědné za syntézu propylprolinu.
Dalším rozdílem je přítomnost genů ccbl-ccb5 kódujících proteiny pro biosyntézu a připojení salicylátové jednotky, jejichž protějšky chybí v linkomycinovém shluku. Gen ccb4 se nachází pouze v celesticetinovém shluku a kóduje O-methyltransferázu nutnou pro methylaci aminocukmé jednotky v pozici 7'.
Nově získanou sekvenci genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu a její rozdílnost vůči shluku genů kódujících biosyntézu linkomycinu, lze s výhodou využít pro navržení a přípravu nových látek na základě linkosamidových antibiotik. Zajímavou možností se zdá být příprava producenta současně nesoucího geny pro biosyntézu linkomycinu a salicylatové jednotky celesticetinu. Slibnou se jeví i možnost využití celesticetinové methyltransferázy Ccb4 k metylaci aminocukerné jednotky v molekule linkomycinu.
Přehled obrázků
Obr.l: Struktura molekuly linkomycinu
Obr. 2.Struktura molekuly celesticetinu
Obr.3: Příměry pro PCR přípravu homologních sond, nehomologní úseky jsou označeny podtržením
Obr.4: Aminokyselinové sekvence proteinů, kódovaných ccb shlukem genů
Obr.5: Sekvence ccb shluku genů, kódující biosyntézu celesticetinu, a jeho okolí * «
Chromozomální DNA S1. caelestis ATCC 15084 byla izolována z kultury narostlé v YEME
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1 médiu (kvasniční extrakt 3 g/1, sladový extrakt 3 g/1, pepton 5 g/1, glukóza 10 g/1, pH 7,2) (50 ml) s přídavkem glycinu v konečné koncentraci 0?5% a lysozymu v konečné koncentraci 1 mg/ml. Následně chromozomální DNA byla částečně naštěpena restrikčním enzymem
BamHI a ligována do kosmidového vektoru SuperCos-l (Stratagene), který byl předem štěpen enzymy Xbal a BamHI. Výsledná ligační směs byla vnesena do lambda fágu a fág byl b * transfikován do kmene E. coli XLl-Blue MR podle protokolu Gigapack III XL Packaging
Kit (Stratagene). Kosmidová DNA byla izolována z buněk pomocí kitu NucleoBond BAC
100 columns (Macherey-Nagel).
Přiklad 2
Sondy pro hledání celesticetinových genů v kosmidové knihovně Streptomyces caelestis ATCC 15084 byly navrženy na základě předpokládaných konzervativních úseků genů ImbJ, ImbM, ImbS and ImbZ z S. lincolnensis ATCC 25466. Primery použité pro PCR amplifíkací sond jsou uvedeny v Tab.2. Sondy byly značeny digoxigeninem a použity pro hybridizaci s více než 1000 klony kosmidové knihovny.
DNA klonů dávající pozitivní signál se všemi sondami byly částečně naštěpeny restrikčním enzymem Sau3AI. Restrikční směs byla rozdělena na elektroforéze a fragmenty o velikosti 1-2 kpb byly izolovány a klonovány do vektoru pJAKO. Ligační směs byla
L transformována do buněk E. coli XLl-Blue MR .
Příklad 3
Knihovna DNA fragmentů celesticetinového shluku (příklad 2) byla sekvenována za použití univerzálních primerů. Výsledné sekvence byly porovnávány s databázemi NCBI na přítomnost homologů linkomycinových nebo i jiných sekundárně mctabolických genů. Sekvence dvaceti pozitivních klonů byly použity k navržení primerů pro sekvenování celého celesticetinového shluku metodou primer walking.
Získané sekvence byly analyzovány pomocí programu SeqMan (DnaStar software package) a Artemis (release 9, The Sanger Institute). DNA a proteinové homology byly vyhledávány pomocí databází na serveru BLAST (National Center for Biotechnology Information (Bethesda, MD.))
Průmyslová využitelnost
Sekvenci genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu lze využít při vývoji nových biologicky účinných látek, Tedy ve farmacii, lékařství.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKYPV 3.00H -25QJ25 OU1. Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu označená jako ccb shluk.
- 2. Použití sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu podle nároku 1 k přípravě hybridních látek linkosamidových antibiotik.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090278A CZ2009278A3 (cs) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090278A CZ2009278A3 (cs) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009278A3 true CZ2009278A3 (cs) | 2010-11-18 |
Family
ID=43085982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090278A CZ2009278A3 (cs) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2009278A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307305B6 (cs) * | 2017-03-10 | 2018-05-23 | Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. | Linkosamidy, jejich příprava a použití |
-
2009
- 2009-05-04 CZ CZ20090278A patent/CZ2009278A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307305B6 (cs) * | 2017-03-10 | 2018-05-23 | Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. | Linkosamidy, jejich příprava a použití |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111676204B (zh) | 制备烟酰胺单核苷酸的烟酰胺磷酸核糖转移酶、编码基因、载体及应用 | |
| INUKAI et al. | Mechanism of action of globomycin | |
| EP2142643B1 (en) | Chondroitin-producing bacterium and method of producing chondroitin | |
| Meng et al. | Enhancement of antibiotic productions by engineered nitrate utilization in actinomycetes | |
| CN110777155B (zh) | 最小霉素生物合成基因簇、重组菌及其应用 | |
| CN102181470B (zh) | 提高链霉菌抗生素产量的方法及其质粒 | |
| KR20120136341A (ko) | 새로운 카나마이신 화합물, 카나마이신 생산 스트렙토마이세스 속 미생물 및 카나마이신의 생산 방법 | |
| JP6430250B2 (ja) | グリセリマイシン及びメチルグリセリマイシンの生合成のための遺伝子クラスター | |
| USRE37206E1 (en) | Gene encoding glycosyltransferase and its uses | |
| Das et al. | Composition and primary structure of the F1F0 ATP synthase from the obligately anaerobic bacterium Clostridium thermoaceticum | |
| CN110305881A (zh) | 一种聚酮类化合物neoenterocins的生物合成基因簇及其应用 | |
| CN114286858B (zh) | 叶酸生产菌株及其制备和应用 | |
| KR20180072705A (ko) | 소분자 글리코실화 방법 | |
| Suzuki et al. | Isolation and structure determination of new linear azole-containing peptides spongiicolazolicins A and B from Streptomyces sp. CWH03 | |
| Li et al. | Enhancement of avermectin and ivermectin production by overexpression of the maltose ATP-binding cassette transporter in Streptomyces avermitilis | |
| Steiner et al. | Molecular basis of S-layer glycoprotein glycan biosynthesis in Geobacillus stearothermophilus | |
| Ciciliato et al. | Antibiotics GE23077, novel inhibitors of bacterial RNA polymerase I. taxonomy, isolation and characterization | |
| CN108441459B (zh) | 一种高产两性霉素b的重组结节链霉菌及其应用 | |
| CN101659698B (zh) | 紫色杆菌素合成相关蛋白质系统及其编码基因簇与应用 | |
| Sun et al. | Genetic and functional characterization of the hyaluronate lyase HylB and the beta-N-acetylglucosaminidase HylZ in Streptococcus zooepidemicus | |
| CZ2009278A3 (cs) | Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu | |
| Rusnak et al. | The adenylate kinases from a mesophilic and three thermophilic methanogenic members of the Archaea | |
| CN105647995A (zh) | 一种提取2′，3′-环形核苷单磷酸的方法 | |
| CN116790545A (zh) | 用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶PpUGT2 | |
| Westman et al. | Identification and biochemical characterization of two novel UDP-2, 3-diacetamido-2, 3-dideoxy-α-D-glucuronic acid 2-epimerases from respiratory pathogens |