Studie über Sekundärmetaboliten des gentechnisch veränderten Bakteriums Streptomyces bingchengensis BCJ60
Polyketidverbindungen sind eine Art von Naturprodukten, die durch kontinuierliche Kondensationsreaktionen von niederen Carbonsäuren, katalysiert durch die Polyketidsynthase, hergestellt werden, darunter Makrolide, Tetracycline, Anthrachinone und Polyether. Aus pharmakologischer Sicht sind Polyketidverbindungen eine wichtige Quelle für neuartige Arzneimittel, die hauptsächlich als Antibiotika, Immunsuppressiva, Antiparasitika, Cholesterinsenker und Antitumormittel eingesetzt werden. Die Funktion jeder Domäne der Polyketidsynthase entspricht der Struktur des Endprodukts. Diese Korrespondenz kann daher genutzt werden, um Biosynthesegene zu bearbeiten und synthetische Produkte zu entwerfen, wodurch ein neues Forschungsgebiet entsteht - die kombinatorische Biologie der Polyketidsynthase. Die Wissenschaftler erzeugen neue Produkte vor allem durch die Reduzierung, Vergrößerung oder den Austausch von Modulen und Strukturbereichen der Polyketidsynthase, beispielsweise durch die Veränderung des Polyketidsynthase-Genclusters aveLAT-ACP in Streptomyces avermitilis, um einen gentechnisch veränderten Stamm zu erhalten. Zwei neue Avermectin-Derivate, 25-Methyl-Ivermectin und 25-Ethyl-Ivermectin, wurden aus den Sekundärmetaboliten des Stammes isoliert.

In früheren Forschungsarbeiten hat unsere Forschungsgruppe das milF-Gen, das für die Polyketidsynthase in Streptomyces bingchengensis BC-120-4 kodiert, verändert, um den gentechnisch veränderten Stamm Streptomyces bingchengensis BCJ60 zu erhalten. Dieser Stamm kann nicht für C-5-Ketoreduktase kodieren und blockiert somit die Synthese von Milbeimycin A3/A4/B2/B3. Durch eine gezielte genetische Veränderung kann das biosynthetische Gencluster verändert werden, wodurch bestimmte biosynthetische Wege zur Gewinnung neuer Metaboliten aktiviert werden können. Daher konzentriert sich diese Studie hauptsächlich auf die Sekundärmetaboliten des gentechnisch veränderten Stammes Streptomyces bingchengensis BCJ60, um hochwirksame insektizide Antibiotika mit praktischem Wert zu erhalten.

 

 

In diesem Artikel werden die Sekundärmetaboliten des gentechnisch veränderten Bakteriums Streptomyces bingchengensis BCJ60 systematisch untersucht, und es wurden 11 Verbindungen gewonnen, von denen die Verbindungen 1 und 2 zwei neue Verbindungen sind. In früheren Studien hat unsere Forschungsgruppe Voruntersuchungen zu den Sekundärmetaboliten des gentechnisch veränderten Bakteriums Streptomyces bingchengensis BCJ60 durchgeführt und 12 neue Verbindungen erhalten, bei denen es sich um Milberelline handelt. Dies deutet darauf hin, dass durch die gezielte Veränderung von Genen das biosynthetische Gencluster verändert wird, wodurch bestimmte Biosynthesewege aktiviert und neue Metaboliten gewonnen werden, was zum weiteren Verständnis des Biosynthesemechanismus von Mirella-Verbindungen beiträgt. Das Experiment zur insektiziden Aktivität der neuen Verbindung zeigte, dass die Verbindungen 1 und 2 eine signifikante Abtötungsaktivität gegen Zinnobermilben und Kiefernholznematoden aufwiesen, wobei kein signifikanter Unterschied zu dem kommerziellen Mirbeimycin A3/A4 bestand. Dies deutet darauf hin, dass die Verbindungen 1 und 2 nicht nur als alternative Insektizide zu Mirbeimycin A3/A4 dienen können, sondern auch das Potenzial haben, eine neue Generation von Agrar- oder Veterinärantibiotika mit höherer Aktivität durch strukturelle Veränderung zu erhalten.