Identifikace biosyntetických shluků v půdních izolátech aktinomycet.

Abstract

Pyrrolobenzodiazepiny (PBD) jsou sekundární metabolity s významnou protinádorovou aktivitou, produkované převážně mikroorganismy rodu Streptomyces. Klíčovou roli v biosyntéze PBD hrají enzymy neribosomální peptidové synthetasy, které zprostředkovávají kondenzaci dvou prekurzorů, anthranilátové podjednotky a prolinu, nebo jeho derivátu, za vzniku tricyklické molekuly PBD, která může být dále substituována. Dosud bylo publikováno 5 genových shluků pro biosyntézu PBD. Cílem této práce bylo identifikovat a charakterizovat biosyntetický shluk (případně shluky) pro biosyntézu PBD limazepinů. Producent limazepinů jako jediný dosud identifikovaný kmen produkuje zároveň PBD s hydroxylem v pozici C9 i PBD v této pozici nehydroxylované. Dle doposud publikovaných výsledků je v biosyntéze PBD hydroxylovaných v pozici C9 zapojena kynureninová dráha. Biosyntéza PBD v této pozici nehydroxylovaných využívá dráhu chorismátovou. Dle publikovaných dat navíc PBD produkované tímto kmenem inkorporují tři různé deriváty prolinu, z nichž dva nebyly u jiných PBD dosud popsány. Na základě výsledků této diplomové práce bylo revidováno taxonomické zařazení produkčního mikroorganismu i spektrum reálně produkovaných limazepinů. Byl identifikován jediný limazepinový biosyntetický shluk, který byl sekvenován, charakterizován a...

Pyrrolobenzodiazepines (PBDs), predominantly produced by microorganisms from the genus Streptomyces, belong to a group of secondary metabolites with significant antitumor activity. A key role in the biosynthesis of PBDs have nonribosomal peptide synthetases, which catalyze the condensation of anthranilate subunit with prolin or proline derivative resulting in tricyclic PBD molecule, which can be subsequently further substituted. Five biosynthetic gene clusters have been published yet. The aim of this diploma thesis was to identify and characterize the biosynthetic gene cluster (or clusters) for the biosynthesis of PBDs limazepines. The producer of limazepines is the only yet identified strain, which produces both the PBDs hydroxylated at C9 position and compounds unsubstituted in this position simultaneously. According to already published data, in the biosynthesis of PBDs hydroxylated at position C9 the kynurenine pathway is involved, while the biosynthesis of the C9 unsubstituted PBDs employes the chorismate biosynthetic pathway. Moreover, according to the previously published data, the PBDs produced by this model strain incorporate three different proline derivatives, two of them being described as a structural part of a PBD molecule for the first time. Based on the results of this diploma...