CZ2009278A3 - Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis - Google Patents
Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis 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
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.The microorganism gene cluster of the Streptomyces caelestis actinomycetes encoding biosynthesis, biologically active substances, celesthetin. Use of this sequence to prepare lincosamide antibiotic hybrid substances.
Description
Sekvence genového shluku kódující biosyntézu celesticetinuGene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká využití shluku genů pro biosyntézu antibiotika celesticetinu k výrobě hybridních látek na bázi linkosamidových antibiotik.The invention relates to the use of a cluster of genes for the biosynthesis of the celesticetin antibiotic for the production of hybrid substances based on lincosamide antibiotics.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
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.Linkomycin and celesticetin belong to the class of lincosamide antibiotics. Clinically significant lincomycin is produced by various types of actinomycetes incl. strain of Streptomyces lincolnensis and is used to treat infections caused by Gram-positive pathogens.
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.Celesticetin is the second natural lincosamide antibiotic and is produced by Streptomyces caelestis. Microbiological and semisynthetic preparation of several derivatives of celesticetin has been described. Celesticetine and its derivatives are much less potent than lincomycin and are therefore not used clinically.
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.In lincomycin biosynthesis, two propylproline precursors (PPL) and methylthiolincosamide (MTL) precursors are separately synthesized and coupled to Ndemethyllincomycin by condensation and further methylated to the resulting lincomycin. In the case of celesticetin, the sugar component of MTL is associated with proline and salicylate.
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.In 1995, a cluster sequence of genes encoding lincomycin biosynthesis proteins - the Imb cluster was published. This cluster contains the biosynthesis genes of both precursors, condensation reaction genes, regulatory genes and lincomycin resistance genes. The cluster for celesticetin biosynthesis has not been described yet.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Byla popsána sekvence genového shluku pro biosyntézu celesticetinu a označena jako ccb shluk. Tato sekvence je využitelná pro přípravu nových, biologicky aktivních látek.The gene cluster sequence for celesticetin biosynthesis has been described and designated as ccb cluster. This sequence is useful for the preparation of new, biologically active substances.
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.For this purpose, a cosmid library was prepared from Streptomyces caelestis ATCC 15084 chromosomal DNA. Cosmides carrying parts of the celesticetin cluster were screened using homologous probes from the lincomycin cluster. Sequence analysis of cosmids revealed the presence of a whole cluster for celesticetin biosynthesis.
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.The celestetin cluster (ccb cluster) of 27350 bp is flanked by the genes ccr1 and ccb5 and contains a total of 24 genes. The cluster contains genes for sugar component (MTL) and salicylate biosynthesis, condensation reaction genes, regulatory genes and celesticetin resistance genes. The differences in lincomycin and celesticetin biosynthesis are reflected in the composition of both gene clusters. In celesticetin biosynthesis, the amino-sugar unit of IvITL is coupled with proteinogenic proline. Therefore, the ccb cluster lacks the homologues of lincomycin genes responsible for propylproline synthesis.
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'.Another difference is the presence of ccbl-ccb5 genes encoding proteins for biosynthesis and attachment of a salicylate unit whose counterparts are missing in the lincomycin cluster. The ccb4 gene is found only in the celesticetin cluster and encodes the O-methyltransferase required for methylation of the amino sugar unit at the 7 'position.
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.The newly obtained gene cluster coding for celesticetin biosynthesis and its difference from the gene cluster coding for lincomycin biosynthesis can be advantageously used for the design and preparation of novel compounds based on lincosamide antibiotics. An interesting possibility seems to be the preparation of a producer carrying genes for biosynthesis of lincomycin and salicylate unit of celesticetin. The possibility of using celesticetin methyltransferase Ccb4 for methylation of the amino-sugar unit in the lincomycin molecule also appears to be promising.
Přehled obrázkůOverview of pictures
Obr.l: Struktura molekuly linkomycinuFig. 1: Structure of the lincomycin molecule
Obr. 2.Struktura molekuly celesticetinuGiant. 2. Structure of celesticetin molecule
Obr.3: Příměry pro PCR přípravu homologních sond, nehomologní úseky jsou označeny podtrženímFig. 3: Primers for PCR preparation of homologous probes, non-homologous sections are indicated by underlines
Obr.4: Aminokyselinové sekvence proteinů, kódovaných ccb shlukem genůFig. 4: Amino acid sequences of proteins coded by ccb cluster of genes
Obr.5: Sekvence ccb shluku genů, kódující biosyntézu celesticetinu, a jeho okolí * «Fig. 5: Sequence of ccb cluster of genes encoding celesticetin biosynthesis and its surroundings
Chromozomální DNA S1. caelestis ATCC 15084 byla izolována z kultury narostlé v YEMEChromosomal DNA S 1 . caelestis ATCC 15084 was isolated from YEME grown culture
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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 enzymemExample 1 medium (yeast extract 3 g / l, malt extract 3 g / l, peptone 5 g / l, glucose 10 g / l, pH 7.2) (50 ml) with addition of glycine at a final concentration of 0 ? 5% and lysozyme at a final concentration of 1 mg / ml. Subsequently, the chromosomal DNA was partially digested with a restriction enzyme
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 PackagingBamHI and ligated into the SuperCos-1 cosmid vector (Stratagene) that had been pre-digested with XbaI and BamHI. The resulting ligation mixture was introduced into lambda phage, and the phage was b * transfected into E. coli strain XL1-Blue MR according to the Gigapack III XL Packaging protocol.
Kit (Stratagene). Kosmidová DNA byla izolována z buněk pomocí kitu NucleoBond BACKit (Stratagene). Cosmid DNA was isolated from the cells using the NucleoBond BAC kit
100 columns (Macherey-Nagel).100 columns (Macherey-Nagel).
Přiklad 2Example 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.The probes for the search for celesticetin genes in the Streptomyces caelestis cosmid library ATCC 15084 were designed based on putative conserved regions of the ImbJ, ImbM, ImbS and ImbZ genes from S. lincolnensis ATCC 25466. The primers used for PCR amplification probes are shown in Table 2. The probes were labeled with digoxigenin and used for hybridization with more than 1000 cosmid library clones.
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 bylaDNA of the clones giving a positive signal with all probes was partially digested with the restriction enzyme Sau3AI. The restriction mixture was resolved by electrophoresis and 1-2 kpb fragments isolated and cloned into the pJAKO vector. The ligation mixture was
L transformována do buněk E. coli XLl-Blue MR .L was transformed into E. coli XL1-Blue MR cells.
Příklad 3Example 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.A library of DNA fragments of celesticetin cluster (Example 2) was sequenced using universal primers. The resulting sequences were compared with NCBI databases for the presence of homologues of lincomycin or other secondary metabolic genes. The sequences of twenty positive clones were used to design primers for sequencing the whole celestetin cluster by the primer walking method.
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.))The sequences were analyzed using SeqMan (DnaStar software package) and Artemis (release 9, The Sanger Institute). DNA and protein homologues were retrieved using databases on the National Center for Biotechnology Information (Bethesda, MD.)
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Sekvenci genového shluku kódující biosyntézu celesticetinu lze využít při vývoji nových biologicky účinných látek, Tedy ve farmacii, lékařství.The gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis can be utilized in the development of new biologically active substances, i.e. in pharmacy, medicine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090278A CZ2009278A3 (en) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090278A CZ2009278A3 (en) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2009278A3 true CZ2009278A3 (en) | 2010-11-18 |
Family
ID=43085982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20090278A CZ2009278A3 (en) | 2009-05-04 | 2009-05-04 | Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2009278A3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307305B6 (en) * | 2017-03-10 | 2018-05-23 | Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. | Linkosamides, their preparation and use |
-
2009
- 2009-05-04 CZ CZ20090278A patent/CZ2009278A3/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307305B6 (en) * | 2017-03-10 | 2018-05-23 | Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. | Linkosamides, their preparation and use |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111712570B (en) | Engineering strain for producing psicose and derivatives thereof, construction method and application thereof | |
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 | |
CN102181470B (en) | Method for improving yield of Streptomyces antibiotics and plasmid thereof | |
KR20120136341A (en) | New kanamycin compound, kanamycin-producing streptomyces sp. and kanamycin producing method | |
JP6430250B2 (en) | Gene cluster for biosynthesis of glyceromycin and methylglyceromycin | |
USRE37206E1 (en) | Gene encoding glycosyltransferase and its uses | |
CN108441459B (en) | Recombinant streptomyces tuberculatus capable of producing amphotericin B at high yield and application thereof | |
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 | |
Zhang et al. | Genetic and biochemical characterization of genes involved in hyaluronic acid synthesis in Streptococcus zooepidemicus | |
CN114286858B (en) | Folic acid producing strain, and preparation and application thereof | |
Bastida et al. | Heterologous Over‐expression of α‐1, 6‐Fucosyltransferase from Rhizobium sp.: Application to the Synthesis of the Trisaccharide β‐d‐GlcNAc (1→ 4)‐[α‐l‐Fuc‐(1→ 6)]‐d‐GlcNAc, Study of the Acceptor Specificity and Evaluation of Polyhydroxylated Indolizidines as Inhibitors | |
KR20180072705A (en) | Small molecule glycosylation method | |
CN110777155A (en) | Minimal mycin biosynthesis gene cluster, recombinant bacterium and application thereof | |
Ciciliato et al. | Antibiotics GE23077, novel inhibitors of bacterial RNA polymerase I. taxonomy, isolation and characterization | |
CN102154190B (en) | Engineering escherichia coli capable of efficiently producing hyaluronic acid and preparation method thereof | |
CZ2009278A3 (en) | Gene cluster sequence encoding celesticetin biosynthesis | |
CN108220264B (en) | Application of glycosyltransferase in biosynthesis of salidroside | |
Rusnak et al. | The adenylate kinases from a mesophilic and three thermophilic methanogenic members of the Archaea | |
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 | |
CN116790545A (en) | Glycosyltransferase PpUGT2 for biosynthesis of rhizoma paridis saponin | |
CN111575260A (en) | Application of SAM dependent methyltransferase DmtMT2-1 | |
GB2515367A (en) | Protein |