Розробка нових методів отримання полікетидних антибіотиків - Студопедія

Термін «полікетидні» відноситься до класу антибіотиків, які утворюються в результаті послідовної ферментативної конденсації карбонових кислот типу ацетату, пропіонату та бутирату. Деякі полікетидні антибіотики синтезуються рослинами та грибами, але більша їх частина утворюється актиноміцетами у вигляді вторинних метаболітів. Перш ніж проводити маніпуляції з генами, що кодують ферменти біосинтезу полікетидних антибіотиків, необхідно з'ясувати механізм дії цих ферментів.

Полікетидні антибіотики синтезуються тим же шляхом, що і довголанцюгові жирні кислоти. В результаті кожного циклу конденсації до зростаючого вуглецевого ланцюга додається β-кетогрупа. Процес складається з ряду повторюваних стадій, що включають відновлення кетогрупи, дегідратацію та відновлення β-єноїльних груп у зростаючому полікетидному ланцюзі. Залежно від будови існують два класи полікетидсинтетаз – ферментних комплексів, відповідальних за синтез полікетидних антибіотиків (рис.8). Синтетази першого класу являють собою один поліпептид з одним активним центром, який послідовно каталізує біосинтетичні реакції (рис. 8, А). 4>);кожен з них має свій активний центр і має специфічну ферментативну активність, що каталізує певну реакцію біосинтезу.

Якщо кожен домен багатофункціональної полікетидсинтази, що володіє ферментативною активністю, каталізує певну реакцію, то втрата будь-якої з активностей торкнеться тільки однієї реакції біосинтезу, а зміна домену з відомою функцією призведе до передбачуваних змін структурисинтезованого антибіотика. Так, детально вивчивши генетичні та біохімічні складові біосинтезу еритроміцину в клітинахSaccharopolyspom erythraea,вдалося внести специфічні зміни до генів, асоційованих з біосинтезом цього антибіотика, та синтезувати похідніеритроміцину з іншими властивостями. Для цього спочатку було визначено первинну структуру фрагмента ДНКS.erythraea довжиною 56 т. п. н. , Що містить кластер генівery,потім двома різними способами проведена модифікація еритроміцинполі-кетидсинтетази Для цього;

1) вносили зміну в ділянку ДНК, що кодує еноілредуктазу,

2) видаляли ділянку ДНК, що кодує β-кеторедуктазу.

Делеція (видалення) β-кеторедуктазного гена призводила до накопичення проміжного продукту, у якого до С-5-ого кільця була приєднана карбонільна група, а не гідроксильна (рис.9Б), а мутація в гені єноіл-редуктази - до утворення подвійного зв'язку між атомами С-6 та С-7 (рис. 9А). З цих експериментів випливає, що якщо ідентифікувати та охарактеризувати кластер генів, що кодують ферменти біосинтезу певного полікетидного антибіотика, то, вносячи до них специфічні зміни, можна буде спрямовано змінювати структуру антибіотика. Крім того, вирізаючи та з'єднуючи по іншому ті чи інші ділянки ДНК, можна переміщати домени полікетидсинтази та отримувати принципово нові полікетідні антибіотики.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

---