Ergothionein a mykothiol v biosyntéze linkosamidů

Abstract

Specializované mikrobiální metabolity jsou popisovány jako nízkomolekulární bioaktivní látky, které svému producentovi neslouží pro růst, vývoj, ani reprodukci. Do této skupiny látek se řadí také linkosamidy, produkované převážně některými druhy bakterií z rodu Streptomyces. Součástí biosyntézy těchto antibiotik jsou mimo jiné dva nízkomolekulární thioly, ergothionein (ESH) a mykothiol (MSH). Mykothiol v této biosyntetické dráze figuruje jako zdroj síry, zatímco ergothionein tvoří s aminooktosovou jednotkou konjugát, který je jakožto substrát neobvyklého kondenzačního enzymu následně schopný vazby s enzymaticky aktivovanou aminokyselinou. Cílem této práce je izolace substrátu enzymu LmbD - linkomycinového biosyntetického konjugátu ESH a aminooktosy. Dalším cílem je pak studovat propojení metabolismu MSH a ESH s biosyntézou linkosamidů, konkrétně linkomycinu, celesticetinu a intervencinu, které jsou produkovány třemi různými kmeny. Bakteriální kmeny byly kultivovány v laboratorních podmínkách a k jednotlivým analýzám byly použity metody kapalinové chromatografie s UV a MS detekcí, jejichž konkrétní parametry byly vyvinuty a optimalizovány v rámci této diplomové práce. Výsledkem této diplomové práce je purifikovaný konjugát ESH s aminooktosovou jednotkou o hmotnosti 1,39 mg a čistotě 71,4 %. Dále se...

Specialized microbial metabolites are described as low-molecular-weight bioactive compounds, which are dispensable for the growth, evolution, or reproduction of its producer. This group of substances includes the lincosamides, which are produced mainly by the bacteria of the Streptomyces genera. Apart from other precursors, two low-molecular-weight thiols, ergothioneine and mycothiol, are essential participants of the lincosamide biosynthesis. Mycothiol (MSH) serves in this pathway as a source of sulphur, on the other hand, ergothioneine (ESH) constitutes a conjugate with the aminosugar moiety of lincosamide structure. The conjugate is condensed with an activated amino acid, which is catalyzed by an unusual enzyme to form a core of the lincosamide molecule. The objective of this diploma thesis is to isolate the conjugate of ESH and aminooctose, which serves as a substrate of the LmbD biosynthetic protein. Another aim is to study the links between the thiol metabolism and the biosynthesis of three lincosamides, lincomycin, celesticetin, and intervencin, which are produced by different bacterial strains. Bacterial strains were cultivated under laboratory conditions and methods of liquid chromatography with UV and MS detection were used for the analysis. The parameters of the methods were developed...