Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek

Abstract

Analysis of lincomycin biosynthetic genes usable for the preparation of hybrid compounds Lincosamide antibiotics have relatively simple molecular structure compared with other types of antibiotics. However, these molecules contain so called "hot spots" whose modification leads to the development of more effective drugs. Combinatorial biosynthesis appears to be a promising way to design and preparation of lincosamides' derivatives. For this purpose a perfect knowledge of the natural biosynthetic pathway is needed. The submitted doctoral thesis analyzed genes lmbIH, K, N, Q, T, U and V with unknown function from the lincomycin biosynthetic gene cluster. Mutation analysis of lmbN has proven its bifunctional character, 5 'end of the gene is coding for a potential N-demethyllincomycin synthetase subunit, while the rest of the gene encodes an enzyme for synthesis of sugar precursor methylthiolincosamide (MTL). Gene lmbT was also assigned to the biosynthesis of the sugar precursor. In the case of other genes the determination of function was not so clear. It is assumed that their roles in the biosynthetic pathway are more regulatory or supporting. The mutasynthetic approach was used for the preparation of lincomycin derivatives with longer alkyl residues. Activity of obtained lincomycin derivatives was tested on a...

Mgr. Dana Ulanova Analýza genů biosyntetického shluku linkomycinu využitelných pro přípravu hybridních látek Linkosamidová antibiotika, např. linkomycin a celesticetin, mají ve srovnání s ostatními typy antibiotik poměrně jednoduchou molekulární strukturu. Nicméně tyto molekuly obsahují místa tzv. "horké body", jejichž modifikace vede ke vzniku účinnějších látek. Slibnou cestou pro vznik derivátů linkosamidových antibiotik se jeví být kombinatorní biosyntéza. Pro navržení a přípravu nových genových kombinací je nutná dokonalá znalost přirozené biosyntetické dráhy. V rámci předkládané dizertační práce byly analyzovány geny lmbIH, K, N, Q, T, U a V z genového shluku pro biosyntézu linkomycinu, které měly předpokládanou nebo neznámou funkcí. Mutační analýza genu lmbN prokázala jeho bifunkční povahu, 5' koncová část genu kóduje potenciální podjednotku NDL-synthetasy s funkcí přenašeče aktivované aminokyseliny, zatímco zbytek genu kóduje enzym pro syntézu cukerného prekurzoru linkomycinu. Gen lmbT byl na základě analýzy rovněž přirazen k biosyntéze cukerného prekurzoru. V případě ostatních genů určení funkce nebylo tak jednoznačné. Předpokládá se, že jejich role v biosyntetické draze je spíše regulační nebo podpůrná. Pro přípravu derivátů linkomycinu byl zkoušen mutasyntetický přístup, jeden z možných způsobů...