Komparativní analýza shluků genů pro biosyntézu linkomycinu a celesticetinu

Abstract

Comparative analysis of celesticetin and lincomycin biosynthetic gene clusters Markéta Koběrská The introductory part of the thesis presents isolation and sequencing of lincomycin gene cluster from type strain Streptomyces lincolnensis ATCC 25466. Two relatively extensive sequence changes and several hundred point mutations were identified if compared with the previously published sequence of the lincomycin industrial strain Streptomyces lincolnensis 78-11. Analysis of the cluster flanking regions revealed its localization within the genome of S. lincolnensis ATCC 25466. The cluster-bearing cosmid was integrated into the chromosome of lincomycin non-producing strains Streptomyces coelicolor CH 999 and Streptomyces coelicolor M 145. The modified strains heterologously produced lincomycin, but the level dropped to approximately 1-3% of the production in S. lincolnensis ATCC 25466. The exact sequence of lincomycin gene cluster from the type strain allowed isolation and sequence analysis of the gene cluster of structurally related celesticetin. The analysis revealed 24 putative genes, 18 of them homologous with the genes participating in lincomycin biosynthesis. Four celesticetin specific genes are encoding enzymes involved in the salicylate biosynthesis and attachment, one is coding for celesticetin...

Komparativní analýza shluků genů pro biosyntézu linkomycinu a celesticetinu Markéta Koběrská Úvodní část dizertační práce se zabývá izolací, sekvenční analýzou a heterologní expresí shluku pro biosyntézu linkomycinu izolovaného z typového kmene Streptomyces lincolnensis ATCC 25466. Komparativní analýza se shlukem genů z nadprodukčního kmene Streptomyces lincolnensis 78-11 ukázala dvě rozsáhlé změny sekvence a několik stovek bodových mutací. Analýza sekvence okolí shluku upřesnila umístění shluku v genomu producenta. Kosmid nesoucí celý shluk pro biosyntézu linkomycinu byl následně vložen do genomu dvou modelových streptomycet: Streptomyces coelicolor CH 999 a Streptomyces coelicolor M 145. Takto modifikované kmeny heterologně produkovaly linkomycin, i když produkce klesla na 1-3% produkce naměřené u S. lincolnensis ATCC 25466. Na základě přesné sekvence linkomycinového genového shluku z typového kmene byl identifikován a analyzován shluk genů pro biosyntézu strukturně příbuzného antibiotika celesticetinu. Analýza ukázala 24 otevřených čtecích rámců, 18 z nich je homologních s geny z linkomycinového shluku genů, 4 geny kódují tvorbu a připojení salicylátové podjednotky celesticetinu, dále shluk obsahuje jeden gen pro rezistenci a jeden gen kódující specifickou ornamentaci antibiotika. Geny nesoucí informaci...