Characterization and heterologous expression of the neoabyssomicin/abyssomicin biosynthetic gene cluster from Streptomyces koyangensis SCSIO 5802.
Characterization and heterologous expression of the neoabyssomicin/abyssomicin biosynthetic gene cluster from Streptomyces koyangensis SCSIO 5802.
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高阳链霉菌 SCSIO 5802 的新阿比索米星/阿比索米星生物合成基因簇的表征和异源表达
DOI：
10.1186/s12934-018-0875-1
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发表时间：
2018-02-20
影响因子：
6.4
通讯作者：
Li Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tu J;Li S;Chen J;Song Y;Fu S;Ju J;Li Q
深海来源的微生物Streptomyces koyangensis SCSIO 5802产生新深海霉素A-B（1-2）和深海霉素2（3）和4（4）。新深海霉素A（1）增强人类免疫缺陷病毒-1（HIV-1）的复制，而深海霉素2（3）选择性地使潜伏的HIV重新活化，并且还对包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）在内的革兰氏阳性病原体具有活性。在结构上，新深海霉素A-B构成了深海霉素家族中的一个新亚型，并具有极其有趣的生物合成转化的独特结构特征。本研究在大肠杆菌中鉴定了新深海菌素和深海菌素生物合成基因簇（BGC），由28个开放阅读框组成。koyangensis SCSIO 5802，并通过基因失活和异源表达实验证实其在新深海霉素/深海霉素生物合成中的作用。生物信息学和基因组学分析使我们能够提出一个生物合成途径neoabyssomicin/abyssomicin生物合成。类似地，一种保护性的输出系统，通过该系统，两种类型的化合物都从S.鉴定了koyangensis生产者，以及对新深海霉素/深海霉素生物合成至关重要的基于四组分ABC转运蛋白的输入系统。此外，两个调控基因，abmI和abmH，明确显示是新深海霉素/深海霉素生物合成的正调控因子。与它们作为正调控基因的作用一致，abmI和abmH（彼此独立）的过表达显示出提高新深海霉素/深海霉素滴度。这些研究提供了新的见解生物合成的abyssomicin类天然产物，并强调其BGC的重要可开发的功能，为未来的努力。新深海霉素/深海霉素BGC的阐明现在能够实现旨在改善这些重要的基于天然产物的药物先导物的滴度和药物性质的组合生物合成举措。本文的在线版本（10.1186/s12934-018-0875-1）包含补充材料，可供授权用户使用。
The deep-sea-derived microbe Streptomyces koyangensis SCSIO 5802 produces neoabyssomicins A–B (1–2) and abyssomicins 2 (3) and 4 (4). Neoabyssomicin A (1) augments human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) replication whereas abyssomicin 2 (3) selectively reactivates latent HIV and is also active against Gram-positive pathogens including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Structurally, neoabyssomicins A–B constitute a new subtype within the abyssomicin family and feature unique structural traits characteristic of extremely interesting biosynthetic transformations. In this work, the biosynthetic gene cluster (BGC) for the neoabyssomicins and abyssomicins, composed of 28 opening reading frames, was identified in S. koyangensis SCSIO 5802, and its role in neoabyssomicin/abyssomicin biosynthesis was confirmed via gene inactivation and heterologous expression experiments. Bioinformatics and genomics analyses enabled us to propose a biosynthetic pathway for neoabyssomicin/abyssomicin biosynthesis. Similarly, a protective export system by which both types of compounds are secreted from the S. koyangensis producer was identified, as was a four-component ABC transporter-based import system central to neoabyssomicin/abyssomicin biosynthesis. Furthermore, two regulatory genes, abmI and abmH, were unambiguously shown to be positive regulators of neoabyssomicin/abyssomicin biosynthesis. Consistent with their roles as positive regulatory genes, the overexpression of abmI and abmH (independent of each other) was shown to improve neoabyssomicin/abyssomicin titers. These studies provide new insight into the biosynthesis of the abyssomicin class of natural products, and highlight important exploitable features of its BGC for future efforts. Elucidation of the neoabyssomicin/abyssomicin BGC now enables combinatorial biosynthetic initiatives aimed at improving both the titers and pharmaceutical properties of these important natural products-based drug leads. The online version of this article (10.1186/s12934-018-0875-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.
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影响因子：
64.8
作者：
HYDE, SC;EMSLEY, P;HIGGINS, CF
通讯作者：
HIGGINS, CF
DOI：
10.1007/bf00260629
发表时间：
1991-09-01
期刊：
MOLECULAR & GENERAL GENETICS
影响因子：
--
作者：
CABALLERO, JL;MALPARTIDA, F;HOPWOOD, DA
通讯作者：
HOPWOOD, DA
影响因子：
2.8
作者：
He, Weiqing;Lei, Jian;Wang, Yiguang
通讯作者：
Wang, Yiguang
DOI：
10.1016/j.tube.2010.08.002
发表时间：
2010-09
期刊：
Tuberculosis (Edinburgh, Scotland)
影响因子：
--
作者：
Freundlich JS;Lalgondar M;Wei JR;Swanson S;Sorensen EJ;Rubin EJ;Sacchettini JC
通讯作者：
Sacchettini JC
DOI：
10.1073/pnas.0337542100
发表时间：
2003-02-18
影响因子：
11.1
作者：
Gust, B;Challis, GL;Chater, KF
通讯作者：
Chater, KF