Undersøgelse af sekundære metabolitter fra den genmodificerede bakterie Streptomyces bingchengensis BCJ60
Polyketidforbindelser er en type naturprodukt, der produceres ved kontinuerlige kondensationsreaktioner af lavere carboxylsyrer katalyseret af polyketidsyntase, herunder makrolider, tetracykliner, anthraquinoner og polyethere. Fra et farmakologisk perspektiv er polyketidforbindelser en vigtig kilde til nye lægemidler, der hovedsageligt bruges som antibiotika, immunosuppressiva, antiparasitære midler, kolesterolsænkende midler og antitumorlægemidler. Funktionen af hvert domæne i polyketidsyntase svarer til strukturen af det endelige produkt. Derfor kan denne korrespondance bruges til at redigere biosyntetiske gener og designe syntetiske produkter og dermed skabe et nyt forskningsfelt - kombinatorisk biologi af polyketidsyntase. Forskere genererer hovedsageligt nye produkter ved at reducere, øge eller udskifte moduler og strukturelle domæner i polyketidsyntase, f.eks. ved at modificere polyketidsyntase-genklyngen aveLAT-ACP i Streptomyces avermitilis for at opnå en genetisk manipuleret stamme. To nye avermectinderivater, 25 methyl ivermectin og 25 ethyl ivermectin, blev isoleret fra stammens sekundære metabolitter.

I den tidligere forskning modificerede vores forskningsgruppe milF-genet, der koder for polyketidsyntase i Streptomyces bingchengensis BC-120-4, for at opnå den genetisk manipulerede stamme Streptomyces bingchengensis BCJ60. Denne stamme kan ikke kode for C-5 ketoreduktase og blokerer dermed for syntesen af milbeimycin A3/A4/B2/B3. Gennem målrettet genetisk modifikation kan den biosyntetiske genklynge undergå ændringer, som kan aktivere visse biosyntetiske veje for at opnå nye metabolitter. Derfor fokuserer denne undersøgelse hovedsageligt på de sekundære metabolitter i den genetisk manipulerede stamme Streptomyces bingchengensis BCJ60 for at opnå meget effektive insekticidantibiotika med praktisk værdi.

 

 

Denne artikel undersøgte systematisk de sekundære metabolitter i den genetisk manipulerede bakterie Streptomyces bingchengensis BCJ60 og opnåede 11 forbindelser, blandt hvilke forbindelser 1 og 2 er to nye forbindelser. I tidligere undersøgelser har vores forskningsgruppe udført indledende forskning i de sekundære metabolitter af den genetisk manipulerede bakterie Streptomyces bingchengensis BCJ60 og opnået 12 nye forbindelser, som alle er milberelliner. Dette indikerer, at den biosyntetiske genklynge gennemgår ændringer gennem målrettet genmodificering, hvilket aktiverer visse biosyntetiske veje og giver nye metabolitter, som hjælper med at forstå den biosyntetiske mekanisme for Mirella-forbindelser yderligere. Eksperimentet med insektdræbende aktivitet af den nye forbindelse viste, at forbindelserne 1 og 2 udviste signifikant dræbende aktivitet mod cinnobermider og fyrretræsnematoder, og der var ingen signifikant forskel i forhold til det kommercielle Mirbeimycin A3/A4. Dette indikerer, at forbindelserne 1 og 2 ikke kun forventes at fungere som alternative insekticider til Mirbeimycin A3/A4, men også har potentiale til at opnå en ny generation af landbrugs- eller veterinærantibiotika med højere aktivitet gennem strukturel modifikation.