Engineered biosynthesis of colibactin in Escherichia coli

大肠杆菌中大肠杆菌素的工程生物合成

• 批准号: 23810026
• 负责人: WANIBUCHI Kiyofumi
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23810026/
• 关键词: シンセティックバイオロジー; 生合成; 天然物化学; コチバクチン; 病原微生物; 創薬; コリバクチン; ポリケタイド; ペプチド; 大腸ガン

The target of our heterologous production system is colibactin. Colibactin is a hybrid molecule of a polyketide-nonribosomal peptideisolated from Escherichia coliIHE3034, that causes DNA double-strand breaks and activation of the DNA damage checkpoint pathway, leading to cell cycle arrest and eventually to cell death. The colibactingene cluster was sequenced. The colibactingene cluster spanned 55-kilobases-long and eighteen open-reading frames were ecoded in the cluster.The biosynthetic gene cluster wastranscribed by seven promoters. Assembly of biosynthesis genes: For the production of colibactinin E. coli, each of the seven operons wasindividually expressed in E. colito confirm expression. The seven operonswere assembled into three separate plasmids with each operoncarrying its own T7 promoter, ribosomal binding site and T7 transcriptional terminator. The multimonocistronic arrangement was an important improvement from previous systems for the heterologous production of 6-dEB, yersiniabactin and rifamycin precursor in E. coli. The multimonocistronic arrangement simplify the assembly process and also minimize the potential premature terminations and mRNA degradation in transcribing excessively long polycistronic gene. In addition as an improvement of previous systems we used orthogonal origins of replication and antibiotic resistance genes to ensure the stable retention of all three plasmids in E. coli.

我们异源生产系统的靶标是科氏素。结肠癌是一种从大肠杆菌的聚酮化合物 - 非核体肽的混合分子，会导致DNA双链断裂并激活DNA损伤检查点途径，从而导致细胞周期滞留并最终导致细胞死亡。测序了Colibactingene簇。 Colibactingene簇跨越了55千射线酶长，并在簇中呈现了18个开读框。生物合成基因的组装：对于结肠癌大肠杆菌的产生，七个操纵子中的每一个都在大肠杆菌证实的表达中表达。七个操作人员组装成三个单独的质粒，每个操作量持有自己的T7启动子，核糖体结合位点和T7转录终结器。多单位分布的排列是与大肠杆菌中6-DEB，Yersiniabactin和Rifamycin前体的异源产生的先前系统的重要改进。多单位分布的布置简化了组装过程，并最大程度地减少了在转录过长的多重产物基因中的潜在过早终止和mRNA降解。另外，作为先前系统的改进，我们还使用了复制和抗生素耐药基因的正交起源，以确保大肠杆菌中所有三种质粒的稳定保留。

项目成果

サフラマイシン生合成酵素の機能解析

红霉素生物合成酶的功能分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 鰐渕清史

天然物生合成遺伝子の発現による大腸ガン原因物質の生合成および化学構造の決定

通过天然产物生物合成基因的表达进行结直肠癌致癌物质的生物合成和化学结构测定

• 发表时间: 2012
• 作者: 石川格靖;鰐渕清史;野口博司;渡辺賢二
• 通讯作者: 渡辺賢二