Исследование вторичных метаболитов генно-инженерной бактерии Streptomyces bingchengensis BCJ60
Поликетидные соединения - это тип натуральных продуктов, получаемых в результате непрерывных реакций конденсации низших карбоновых кислот, катализируемых поликетидной синтазой, включая макролиды, тетрациклины, антрахиноны и полиэфиры. С точки зрения фармакологии, поликетидные соединения являются важным источником новых лекарственных средств, используемых в основном в качестве антибиотиков, иммунодепрессантов, антипаразитарных агентов, средств, снижающих уровень холестерина, и противоопухолевых препаратов. Функция каждого домена поликетидной синтазы соответствует структуре конечного продукта. Таким образом, это соответствие может быть использовано для редактирования генов биосинтеза и конструирования синтетических продуктов, что создает новую область исследований - комбинаторную биологию поликетидных синтаз. Ученые в основном генерируют новые продукты путем уменьшения, увеличения или замены модулей и структурных доменов поликетидсинтазы, например, модифицируя кластер генов поликетидсинтазы aveLAT-ACP у Streptomyces avermitilis для получения генно-инженерного штамма. Из вторичных метаболитов этого штамма были выделены два новых производных авермектина - 25-метил-ивермектин и 25-этил-ивермектин.

В предыдущем исследовании наша исследовательская группа модифицировала ген milF, кодирующий поликетидную синтазу в Streptomyces bingchengensis BC-120-4, чтобы получить генно-инженерный штамм Streptomyces bingchengensis BCJ60. Этот штамм не может кодировать C-5 кеторедуктазу, что блокирует синтез милбемицина A3/A4/B2/B3. При целенаправленной генетической модификации кластер биосинтетических генов может претерпевать изменения, которые могут активировать определенные биосинтетические пути для получения новых метаболитов. Поэтому в данном исследовании основное внимание уделяется вторичным метаболитам генно-инженерного штамма Streptomyces bingchengensis BCJ60 с целью получения высокоэффективных инсектицидных антибиотиков, имеющих практическое значение.

 

 

В данной статье систематически изучаются вторичные метаболиты генно-инженерной бактерии Streptomyces bingchengensis BCJ60, и получено 11 соединений, среди которых соединения 1 и 2 являются двумя новыми соединениями. В предыдущих исследованиях наша исследовательская группа провела предварительное изучение вторичных метаболитов генно-инженерной бактерии Streptomyces bingchengensis BCJ60 и получила 12 новых соединений, все из которых являются мильбереллинами. Это указывает на то, что в результате направленной модификации генов происходит изменение кластера биосинтетических генов, активизация определенных биосинтетических путей и получение новых метаболитов, что помогает глубже понять механизм биосинтеза соединений Mirella. Эксперимент по инсектицидной активности нового соединения показал, что соединения 1 и 2 проявили значительную киллерную активность против киноварных клещей и сосновых нематод, и не было значительной разницы по сравнению с коммерческим Мирбеймицином A3/A4. Это указывает на то, что соединения 1 и 2 не только могут служить альтернативными инсектицидами по отношению к Мирбеимицину A3/A4, но и обладают потенциалом для получения нового поколения сельскохозяйственных или ветеринарных антибиотиков с более высокой активностью за счет структурной модификации.