Mikrobiol. Z. 2016; 78(6):60-70.
Сіквенси кластерів генів біосинтезу ландоміцину Е і каротиноїдів і
молекулярна структура регулятора транскрипції Streptomyces globisporus 1912
Мацелюх Б.П., Поліщук Л.В., Лук’янчук В.В., Голембіовська С.Л., Лавренчук В.Я.
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного 154, Київ, 03143, Україна
Streptomyces globisporus 1912 і його похідні 1912-2 та 1912-4Crt є продуцентами ландоміцину Е, каротиноїдів і регулятора біосинтезу антибіотиків і морфогенезу стрептоміцетів. Геномна ДНК двох мутантних штамів 1912-2 – більш активного продуцента ландоміцину Е і регулятора, і 1912-4Crt – продуцента бета-каротину і лікопіну, сіквенована за допомогою Illumina. Порівняльний аналіз послідовностей ДНК з використанням даних GenBank дозволив локалізувати 36 генів біосинтезу ландоміцину Е S. globisporus 1912 в одному пучку. Двадцять із цих генів сіквеновано вперше. Новий регуляторний ген lndRR і ген сенсорної кінази lndY1 запропоновані як члени передбачуваної двокомпонентної системи. Показана висока ідентичність (94 – 95 %) генів lnd штаму 1912 і метагеномного клону AZ97. 7 генів біосинтезу каротиноїдів crt штаму 1912-4Crt сіквеновані і локалізовані в одному пучку, який складається із двох конвергентних оперонів із 4-х і 3-х crt-генів. Показана висока гомологія (93 %) пучків генів crt S. globisporus 1912 і S. griseus IF0 13350. Ідентифіковано два не пунктуальні повтори (NPRs) із 21 н.п. у послідовності гена лікопін циклази crtY. Показано, що делеція із 117 п.н., яка включає послідовність із 96 п.н. між двома NPRs та один NPR із 5`-кінця, активує кластер генів crt і продукцію бета-каротину (6,91 мг/л) і лікопіну (3,24 мг/л) штамом 1912-4crt. Делеція із 86 п.н. виявлена в регуляторному гені lndRR, яка викликає недостатність біосинтезу ландоміцину Е у штамі 1912-4crt. Послідовності ДНК генів crt і lnd S. globisporus 1912 включені в базу даних NCBI під номерами доступу KM 349312 і KJ645792, відповідно.
S. globisporus 1912 продукує низькомолекулярну сполуку, яка, подібно до А-фактора, відновлює біосинтез ландоміцину Е і стрептоміцину та споруляцію у дефектних мутантів S. globisporus 1912-B2 i S. griseus 1439, відповідно. Сполука очищена за допомогою тонкошарової хроматогорафії і ВЕРХ. Вона має максимум абсорбції при λmax=245 нм і молекулярну масу m/z 244. На основі ЯМР-спектроскопії встановлена хімічна структура транскрипційного регулятора як (L)-N-метилфенілаланіл-дегідробутирін дікетопіперазин.
Kлючові слова: Streptomyces globisporus, ландоміцин Е, бета-каротин, лікопін, дікетопіперазин, пучки генів, сіквенси генів.
Повний текст (PDF, англ)