Articles

generatie van tetramycine B-derivaat met verbeterde farmacologische eigenschap gebaseerd op pathway engineering

Polyeenantibiotica, waaronder amfotericine, nystatine, pimaricine en tetramycine, zijn belangrijke antischimmelmiddelen. Het verhogen van de productie van polyenen en de generatie van hun verbeterde analogen gebaseerd op de biosynthetische weg techniek heeft grote bezorgdheid gewekt in toepassingsonderzoeken. Hierin worden tetramycine en nystatine, die beide de meeste acyl-CoA-precursoren delen, geproduceerd door Streptomyces hygrospinosus var. beijingensis CGMCC 4.1123. De intracellulaire malonyl-CoA blijkt dus onvoldoende voor pkss (polyketidesynthases) uitbreiding van tetramycine door kwantitatieve analyse in deze wild-type stam. Om dit probleem te omzeilen en tetramycin titer te verhogen, werd de acyl-CoA concurrerende biosynthetische gencluster (BGC) van nystatine verstoord, en de biosynthetische genen van malonyl-CoA van S. coelicolor M145 werden geïntegreerd en overexpressie in NYS-disruption mutant stam (SY02). Om tetramycine B uit A specifiek te accumuleren, werden bovendien twee kopieën van tetrK en een kopie van tetrF geïntroduceerd, waardoor de tetramycine B-fermentatietiter met 122% tot 865 ± 8 mg/L werd verhoogd ten opzichte van het wildtype. In deze geoptimaliseerde stam werd een nieuw tetramycine derivaat, 12-decarboxy-12-methyl tetramycine B, gegenereerd met een titer van 371 ± 26 mg/L door inactivatie van een P450 mono-oxygenase-gen tetrG. Vergeleken met tetramycine B vertoonde de nieuwe verbinding een hogere antischimmelactiviteit tegen Saccharomyces cerevisiae en Rhodotorula glutinis, maar een lagere hemolytische toxiciteit voor erytrocyten. Dit onderzoek leverde een goed voorbeeld van het gebruik van biosynthetische engineering strategieën voor fermentatie titer verbetering van polyeen en ontwikkeling van de derivaten voor medicinale toepassingen.