Příprava a charakterizace proteinu LmbX zúčastněného v biosyntéze antibiotika linkomycinu

Abstract

Linkomycin je antibiotikum využívané v klinické praxi. Jeho producentem je Streptomyces lincolnensis. Linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové složky, které jsou spojeny amidovou vazbou. Aminokyselinovým prekurzorem je propylprolin (PPL), jehož biosyntéza probíhá dráhou vycházející z tyrosinu. Modifikovaná PPL dráha byla také objevena u pyrrolobenzodiazepinů (PBD) a hormaomycinu. V biosyntéze PBD je PPL prekuzor dále modifikován reakcemi katalyzovanými specifickými enzymy nepřítomnými v biosyntéze linkomycinu. Geny kódující tyto enzymy by mohly být přeneseny do genového shluku pro biosyntézu linkomycinu. Tímto způsobem bychom mohli získat producenty hybridních antibiotik s lepšími vlastnostmi, a dokonce antimalarickými účinky. PPL dráhy se účastní šest enzymů, které jsou kódovány v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu. První dvě reakce biosyntézy PPL byly již prokázány, proto se tato práce zaměřuje na reakci třetí, kterou by měl podle literatury katalyzovat protein LmbX. Jeho předpokládaná funkce v biosyntéze PPL je hydrolýza C-C vazby. Podle sekvenční homologie však protein LmbX patří do rodiny isomeras. V této práci byl nadprodukován protein LmbX a byla testována jeho aktivita v přítomnosti předpokládaného substrátu. Produkty byly měřeny na kapalinovém chromatografu (UHPLC)....

Lincomycin is an antibiotic used in clinical praxis. It is produced by Streptomyces lincolnensis. Lincomycin is composed of an amino-sugar and an amino-acid moiety linked by an amide bond. The amino-acid precursor is propylproline (PPL), whose biosynthesis undergoes the pathway derived from tyrosine. The modified PPL biosynthesis pathway was also discovered in pyrrolobenzodiazepines (PBD) and hormaomycin. In the biosynthesis of PBD the PPL precursor is further modified by reactions catalysed by specific enzymes missing in the biosynthesis of lincomycin. The genes encoding these enzymes could be transferred to the lincomycin biosynthetic gene cluster. In this way we could get producers of hybrid antibiotics with better properties and even antimalaric effects. Six enzymes participate in PPL biosynthesis, which are encoded in the lincomycin biosynthetic gene cluster. The first two reactions of PPL biosynthesis pathway are proven, therefore, this work focuses on the third reaction that is supposed to be catalysed by protein LmbX according to literature. The proposed function of LmbX is a hydrolysis of C-C bond. However, LmbX belongs to the protein family of isomerases by sequence homology. The protein LmbX was overproduced in this work and its activity was tested in the presence of the expected...