CZ299943B6 - Nucleic acid for preparing manumycin-producing strain - Google Patents
Nucleic acid for preparing manumycin-producing strain Download PDFInfo
- Publication number
- CZ299943B6 CZ299943B6 CZ20080087A CZ200887A CZ299943B6 CZ 299943 B6 CZ299943 B6 CZ 299943B6 CZ 20080087 A CZ20080087 A CZ 20080087A CZ 200887 A CZ200887 A CZ 200887A CZ 299943 B6 CZ299943 B6 CZ 299943B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- manumycin
- nucleic acid
- preparing
- producing strain
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Abstract
Description
Nukleová kyselina k přípravě kmene produkujícího manumycinNucleic acid for the preparation of a manumycin producing strain
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká mikrobiální produkce sekundárních metabolitu s C5N jednotkouThe invention relates to the microbial production of secondary metabolites with a C5N unit
Dosavadní stav techniky 10 BACKGROUND OF THE INVENTION 10
C5N jednotka (2-amino-3-hydroxycyklopent-l-enon) je součástí některých sekundárních metabolitů, které jsou produkovány bakteriemi ze skupiny aktinomycet. Patří sem zejména manumycinová antibiotika (manumycin, asukamycin), která mají významné protinádorové (inhibice famesylace Rasu) a protizánětlivé účinky (inhibice ICE). Dále se jedná např. o antibiotika ze skupiny moenomycinu (alternativa β-laktamových antibiotik, ínhibuje tranšglykosylaci peptidoglykanu) a bafilomyciny s širším spektrem biologických aktivit (inhibice vakuolámího transportu s využitím pro stimulaci obnovy kostní tkáně, potlačení metastázování nádorových buněk a supresi vakuolisace buněk žaludeční sliznice při infekci Helicobacter pylori). Uvedené metabolity sdílejí ve své chemické struktuře pouze přítomnost C5N jednotky, jinak spadají do zcela odliš20 ných skupin antibiotik (polyketidy, makrolidy, glykopeptidy, atp.). Přítomnost C5N jednotky může být s výhodou využita při isolaci látek jí obsahujících: C5Nje UV chromoforem s absorbčními maximy v oblasti 250 až 300 nm. Této vlastnosti se využívá např. při isolaci moenomycinů z produkčních kultur Streptomyces bambergtensis a Streptomyces ghanaensis.The C5N unit (2-amino-3-hydroxycyclopent-1-enone) is part of some secondary metabolites that are produced by actinomycetes. These include, in particular, manumycin antibiotics (manumycin, asukamycin), which have significant anti-tumor (inhibition of races famesylation) and anti-inflammatory effects (inhibition of ICE). These include, for example, antibiotics from the moenomycin family (an alternative to β-lactam antibiotics, inhibits the transglycosylation of peptidoglycan) and bafilomycins with a broad spectrum of biological activities (inhibition of vacuolar transport using stimulation of bone tissue recovery, suppression of metastasis in Helicobacter pylori infection). These metabolites share only the presence of the C5N unit in their chemical structure, otherwise they fall into completely different groups of antibiotics (polyketides, macrolides, glycopeptides, etc.). The presence of the C5N unit can be advantageously utilized in the isolation of substances containing it: C5N is a UV chromophore with absorption maxima in the region of 250-300 nm. This property is used, for example, in the isolation of moenomycins from Streptomyces bambergtensis and Streptomyces ghanaensis production cultures.
C5N jednotka vzniká cyklisací kyseliny 5-aminolevuolvé (ALA). ALA je prvním prekursorem při biosyntéze tetrapyrolů, a je tedy běžným intermediámím metabolítem u všech živých organismů. Může být synthetisována dvěma biosynthetickými drahami: tzv. Sheminovou dráhou, z glycinu a sukcinyt-CoA, a dále tzv. C5 dráhou, která využívá modifikace kyseliny glutamové, aktivované ve formě glutamyl-tRNA. Až na několik málo výjimek, všechny živé organismy synthetisují ALA pouze jednou z výše uvedených drah. S výjimkou proteobakterií, které využívají výlučně Sheminovou dráhu, všechna ostatní prokaryota včetně aktinomycet synthetisují ALA C5 dráhou, tedy z kyseliny glutamové. U producenta asukamycinu však experimenty se značenými prekursoiy naznačily, že C5N vzniká z ALA, která pochází z glycinu a sukcinylCOA. Měly by zde tedy být aktivní dráhy obě.The C5N unit is formed by cyclization of 5-aminolevuolvic acid (ALA). ALA is the first precursor in tetrapyrrol biosynthesis and is therefore a common intermediate metabolite in all living organisms. It can be synthesized by two biosynthetic pathways: the Shemin pathway, of glycine and succinate-CoA, and the C5 pathway, which utilizes glutamic acid modifications activated in the form of glutamyl-tRNA. With a few exceptions, all living organisms synthesize ALA by only one of the above pathways. With the exception of proteobacteria that exclusively use the Shemin pathway, all other prokaryotes, including actinomycetes, synthesize the ALA C5 pathway, that is, glutamic acid. For the asucamycin producer, however, experiments with labeled precursors indicated that C5N is derived from ALA, which is derived from glycine and succinylCOA. Thus, both pathways should be active.
Geny kódující jednotlivé kroky biosyntézy sekundárních metabolitu jsou u aktinomycet v naprosté většině případů uspořádány ve shlucích.-Kompletní genetická informace umožňující tvorbu příslušné látky je tedy často obsažena v jediném chromosomálním lokusu. Identifikace jediného z biosynthetických genů tedy umožňuje snadnou isolaci celého genového shluku pro další analysy a genové manipulace.Genes encoding the individual steps of secondary metabolite biosynthesis in actinomycetes are in most cases organized in clusters. Thus, the complete genetic information enabling the formation of the substance is often contained in a single chromosomal locus. Thus, identification of a single biosynthetic gene allows easy isolation of the entire gene cluster for further analysis and gene manipulation.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Kmeny streptomycet, které produkují sekundární metabolity obsahující C5N jednotku, kódují a využívají obě biosynthetické dráhy synthesy kyseliny 5-aminolevulové. Jedna z nich (Sheminova) je přitom specificky využívána na produkci ALA pro účely sekundárního metabolismu, na rozdíl od její původní funkce v mnohých eukaryontních organismech, kde výhradně slouží pro esenciální syntézu porfynů. Přítomnost genu pro klíčový enzym Sheminovy dráhy, synthasu kyseliny 5-aminotevulové (ALAS), je tedy u streptomycet genetickou „značkou“ všech producentů C5N látek.Streptomyces strains that produce secondary metabolites containing the C5N unit encode and utilize both biosynthetic pathways of 5-aminolevulinic acid synthesis. One of them (Shemin) is specifically used for the production of ALA for secondary metabolism, as opposed to its original function in many eukaryotic organisms, where it serves exclusively for the essential synthesis of porphyrins. Thus, the presence of the key enzyme of the Shemin pathway enzyme, 5-aminotevulinic acid synthase (ALAS), is a genetic "label" for all C5N producers in streptomyces.
-1 CZ 299943 B6-1 CZ 299943 B6
Vynález poskytuje úplnou sekvenci genového shluku biosyntézy manumycinu (sekvence id,The invention provides the full sequence gene sequence of manumycin biosynthesis (sequence id,
č. 7), která byla izolována z kmene Streptomyces parvulus TÚ64. Nejprve byla izolována celková genomová DNA kmenu Streptomyces parvulus TŮ64, která byla následně pomocí restrikčních endonukleáz enzymaticky rozštěpená na fragmenty. Fragmenty byly elektroforeticky rozděleny podle velikosti a přeneseny se na membránu. Tato membrána se ponoří do roztoku, který obsahuje konzervativní fragment genu hemA-asuA, který kóduje biosyntézu sekundárních metabolitů s C5N jednotkou a je označován jako sonda. Fragmenty izolované DNA imobilizované na membráně se inkubují v roztoku s konzervativním fragmentem genu hemA-asuA - sondou, jestliže některý z těchto fragmentů se sondou hybridizuje, nese totožnou genetickou informaci a io je tedy producentem sekundárních metabolitů s C5N jednotkou. Tyto fragmenty jsou stanoveny pomocí detekčních roztoků. Takto byl nalezen genový shluk, ve kterém byl hybridisující fragment obsažen, který v tomto případě kóduje celou syntézu manumycinu.No. 7), which was isolated from the strain Streptomyces parvulus TU64. First, total genomic DNA of the Streptomyces parvulus T64 strain was isolated, which was subsequently enzymatically digested into fragments by restriction endonucleases. The fragments were sized electrophoretically and transferred to a membrane. This membrane is immersed in a solution containing a conserved fragment of the hemA-asuA gene that encodes the biosynthesis of secondary metabolites with a C5N unit and is referred to as a probe. The isolated DNA fragments immobilized on the membrane are incubated in solution with the conserved fragment of the hemA-asuA gene by probe, if any of these fragments hybridizes with the probe, it bears the same genetic information and is thus a producer of secondary metabolites with the C5N unit. These fragments are determined using detection solutions. Thus, a gene cluster was found in which the hybridizing fragment was contained, which in this case encodes the entire manumycin synthesis.
is Přehled obrázků na výkresechis an overview of the drawings
Na přiloženém výkrese jsou příklady sekundárních metabolitů s C5N jednotkou produkovaných aktinomycetami. C5N jednotky jsou zakroužkovány. Obr. I Manumycin, obr. 2 Asukamycin, obr, 3 Reductiomycin, obr. 4 Moenomycin A.The attached drawing shows examples of C5N unit secondary metabolites produced by actinomycetes. C5N units are circled. Giant. I Manumycin, Fig. 2 Asukamycin, Fig. 3 Reductiomycin, Fig. 4 Moenomycin A.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Kompletní biosynthetický shluk genů pro tvorbu manumycinu a dalších minoritních manumyci25 nů z kmene Streptomyces parvulus Tu64 (sekvence id. č. 7) byl s použitím genové sondy ASU izolován, nakloňován a osekvenován. Srovnáním DNA sekvence s genovou bankou a analysou potenciálních proteinových domén byly určeny pravděpodobné otevřené čtecí rámce (ORF) a předpokládané funkce jejich proteinových produktů. Dále byly vymezeny pravděpodobné hranice genového shluku. Celý shluk je přítomen na úseku DNA o délce 30,7 kbp a tvoří ho 28 ORF označených jako M1-M28. Tento shluk DNA se vloží do mikroorganismu vybraného pro vyvolání produkce manumycinu. Pro verifikaci takto upraveného mikroorganismu byla použita metoda koloniové hybridizace. Kolonie narostlé na nylonových membránách byly lyžovány, jejích DNA byla fixována pomocí UV. Zda-li vložení biosynthetického shluku genů vedlo k produkci manumycinu, bylo ověřeno hybridizaci se sondou ASU a detekcí hybridizujících klonů.A complete biosynthetic cluster of manumycin and other minor manumycin genes 25 from Streptomyces parvulus Tu64 (SEQ ID NO: 7) was isolated, cloned, and sequenced using the ASU gene probe. By comparing the DNA sequence with the gene bank and analyzing potential protein domains, the likely open reading frames (ORFs) and the predicted functions of their protein products were determined. Furthermore, the likely boundaries of the gene cluster were defined. The entire cluster is present on a 30.7 kbp DNA segment and consists of 28 ORFs designated M1-M28. This cluster of DNA is inserted into a microorganism selected to induce manumycin production. Colony hybridization was used to verify the microorganism thus treated. Colonies grown on nylon membranes were lysed, and their DNA was fixed by UV. Whether insertion of the biosynthetic cluster of genes resulted in manumycin production was verified by hybridization with the ASU probe and detection of hybridizing clones.
; Průmyslová využitelnost ; Industrial applicability
Tímto způsobem lze získat antibiotika, v tomto případě manumycin.In this way, antibiotics, in this case manumycin, can be obtained.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080087A CZ299943B6 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Nucleic acid for preparing manumycin-producing strain |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080087A CZ299943B6 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Nucleic acid for preparing manumycin-producing strain |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ299943B6 true CZ299943B6 (en) | 2008-12-29 |
Family
ID=40148710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20080087A CZ299943B6 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Nucleic acid for preparing manumycin-producing strain |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ299943B6 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6861513B2 (en) * | 2000-01-12 | 2005-03-01 | Schering Corporation | Everninomicin biosynthetic genes |
-
2006
- 2006-05-10 CZ CZ20080087A patent/CZ299943B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6861513B2 (en) * | 2000-01-12 | 2005-03-01 | Schering Corporation | Everninomicin biosynthetic genes |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Bentley S.D. et al.: "Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2), Nature 417(6885), 141-147, 2002 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Leahy et al. | The genome sequence of the rumen methanogen Methanobrevibacter ruminantium reveals new possibilities for controlling ruminant methane emissions | |
Bottacini et al. | Bifidobacterium asteroides PRL2011 genome analysis reveals clues for colonization of the insect gut | |
Quaiser et al. | First insight into the genome of an uncultivated crenarchaeote from soil | |
Zotchev | Marine actinomycetes as an emerging resource for the drug development pipelines | |
Dalmasso et al. | Thermococcus piezophilus sp. nov., a novel hyperthermophilic and piezophilic archaeon with a broad pressure range for growth, isolated from a deepest hydrothermal vent at the Mid-Cayman Rise | |
Amrani et al. | Transcriptomics reveal several gene expression patterns in the piezophile Desulfovibrio hydrothermalis in response to hydrostatic pressure | |
Eddie et al. | ‘Candidatus Tenderia electrophaga', an uncultivated electroautotroph from a biocathode enrichment | |
Zeng et al. | Sucrose-and fructose-specific effects on the transcriptome of Streptococcus mutans, as determined by RNA sequencing | |
Quivey Jr et al. | Functional profiling in Streptococcus mutans: construction and examination of a genomic collection of gene deletion mutants | |
US20200222474A1 (en) | Compositions and methods for increasing phytochemical bioavailablity and bioactivity | |
Lian et al. | Genome-wide transcriptome analysis reveals that a pleiotropic antibiotic regulator, AfsS, modulates nutritional stress response in Streptomyces coelicolor A3 (2) | |
Van et al. | Survival mechanisms of Campylobacter hepaticus identified by genomic analysis and comparative transcriptomic analysis of in vivo and in vitro derived bacteria | |
Osborn et al. | Evolution and distribution of C7–cyclitol synthases in prokaryotes and eukaryotes | |
Wüthrich et al. | Transcriptional regulation of cysteine and methionine metabolism in Lactobacillus paracasei FAM18149 | |
Petříčková et al. | Evolution of cyclizing 5-aminolevulinate synthases in the biosynthesis of actinomycete secondary metabolites: outcomes for genetic screening techniques | |
Liu et al. | Investigation of citrinin and monacolin K gene clusters variation among pigment producer Monascus species | |
Quezada et al. | Diverse cone-snail species harbor closely related Streptomyces species with conserved chemical and genetic profiles, including polycyclic tetramic acid macrolactams | |
Zhao et al. | Genomics landscape of 185 Streptococcus thermophilus and identification of fermentation biomarkers | |
Komaki et al. | Draft genome sequence of Streptomyces sp. TP-A0867, an alchivemycin producer | |
Zhao et al. | Whole genome sequence of Lactiplantibacillus plantarum MC5 and comparative analysis of eps gene clusters | |
Lopatniuk et al. | Generation and study of the strains of streptomycetes-heterologous hosts for the production of moenomycin | |
Fu et al. | Genome sequence analysis of a flocculant-producing bacterium, Paenibacillus shenyangensis | |
Liu et al. | Genomic and phenotypic-based safety assessment and probiotic properties of Streptococcus thermophilus FUA329, a urolithin A-producing bacterium of human milk origin | |
Xu et al. | Assessment of the safety and metabolism characteristics of Streptococcus thermophilus DMST-H2 based on complete genome and phenotype analysis | |
Tao et al. | Engineering Streptomyces diastatochromogenes 1628 to increase the production of toyocamycin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170510 |