|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu
Jirásková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Čejková, Alena (oponent) ; Fišer, Radovan (oponent)
Klinicky využívané antibiotikum linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové části, kterou je 4-propyl-L-prolin (PPL). Tato jednotka je velmi důležitá z hlediska bioaktivity tohoto antibiotika, což je patrné z nižší aktivity příbuzného antibiotika celesticetinu, který inkorporuje do struktury proteinogenní L-prolin. Genové shluky pro biosyntézu obou linkosamidů jsou publikovány a odrážejí společný základ - biosyntézu aminocukerného prekurzoru a kondenzační reakce. Ovšem v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu se nacházejí navíc geny kódující biosyntézu specifické aminokyseliny PPL. Tento alkylprolinový derivát (APD) má společný biosyntetický původ s dalšími APD, které jsou součástí struktur protinádorových pyrrolobenzodiazepinů a signální molekuly hormaomycinu, což se odráží i v přítomnosti homologních genů v jejich genových shlucích. Výsledky výzkumu biosyntézy PPL se tedy uplatní pro větší skupinu přírodních látek. První celkový koncept biosyntézy APD byl publikován již před čtyřiceti lety. Milníkem byl pak rok 1995, kdy byl publikován genový shluk pro biosyntézu linkomycinu a k jednotlivým reakcím biosyntézy byly navrženy konkrétní genové produkty. Funkční prokázání proteinů bylo provedeno zatím u prvních dvou kroků biosyntézy APD (proteiny LmbB2 a LmbB1), která vychází z...
|
|
|
Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Masák, Jan (oponent) ; Obšilová, Veronika (oponent)
Protinádorové pyrrolobenzodiazepiny (PBD), linkosamidová antibiotika, bakteriální signální molekula hormaomycin a protituberkulózní griselimycin jsou strukturně i funkčně diverzifikovaná skupina aktinobakteriálních metabolitů, jejichž společným strukturním znakem je inkorporace 4-alkyl-L-prolinového derivátu (APD) vznikajícího specializovanou biosyntetickou dráhou z L-tyrosinu či L-leucinu. APD dráhy se účastní sada až šesti homologních proteinů, dle jejich předpokládaného pořadí v biosyntéze modelového APD, 4-propyl-L-prolinu (APD linkosamidu linkomycinu), byly označeny jako Apd1 - Apd6. Tato práce cílí na objasnění funkce Apd6 proteinů katalyzujících poslední předpokládaný krok specializované APD dráhy, F420H2-závislou redukci. Heterologní nadprodukcí a in vitro testováním šesti Apd6 homologů bylo demonstrováno, že Apd6 z biosyntézy PBD a hormaomycinu jsou schopné v přítomnosti F420H2 redukovat pouze endocyklickou iminovou vazbu 4-substituované Δ1 -pyrrolin- 2-karboxylové kyseliny. Na druhou stranu Apd6 LmbY z biosyntézy linkomycinu a částečně GriH z biosyntézy griselimycinu redukují také více inertní exocyklickou dvojnou vazbu stejného substrátu. V tomto kontextu se LmbY a GriH reduktasy vyznačují dosud nepopsanou aktivitou, která má navíc biologickou relevanci, neboť přispívá k rozmanitosti...
|
|
|
Funkce proteinu LmbW v biosyntéze antibiotika linkomycinu
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Seydlová, Gabriela (oponent)
4-Alkyl-L-prolinové deriváty (APD) jsou specializované prekurzory, které jsou zabudovány do struktur nejméně tří skupin jinak zcela odlišných látek: některých pyrrolo-1,4- benzodiazepinů, látek s protinádorovou aktivitou, bakteriálního hormonu hormaomycinu a linkomycinu, klinicky používaného linkosamidového antibiotika. Tyto látky sdílejí biosyntetickou dráhu, která je kódovaná 5 či 6 homologními geny nalezenými v biosyntetických genových shlucích producentů těchto látek. Podobnosti biosyntézy a zároveň rozdílnosti struktur jejich APD by mohly být využity k přípravě hybridního producenta biologicky účinnějšího derivátu linkomycinu. APD prekurzorem linkomycinu je neobvyklá aminokyselina 4-propyl-L-prolin (PPL). Původní představa biosyntetické dráhy PPL není zcela v souladu s dosavadními poznatky, bylo tedy nutné ji revidovat. První dva kroky PPL dráhy jsou funkčně prokázané, prokázání následujícího kroku bylo cílem této práce. Protein LmbW byl nadprodukován a in vitro testováním byla potvrzena jeho methyltransferasová aktivita, která odpovídá jeho sekvenční analýze. LmbW je schopný methylovat přímo meziprodukt druhého kroku biosyntetické dráhy, zatímco dosavadní koncept PPL dráhy předpokládal methylaci až v pozdější fázi biosyntézy. Zajímavé je zjištění, že LmbW je schopný ke svému substrátu připojit i delší...
|
|
|
Společné rysy biosyntetických drah linkomycinu, některých pyrrolo-1,4-benzodiazepinů a hormaomycinu
Steiningerová, Lucie ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Mašek, Tomáš (oponent)
Linkosamidy, pyrrolo-1,4-benzodiazepiny (PBD) i hormaomycin jsou biologicky aktivní látky odlišné svou strukturou i mechanizmem působení. Linkosamidy linkomycin a klindamycin jsou antibiotika využívaná v klinické a veterinární praxi např. v léčbě anaerobních infekcí. PBD jsou testovány pro svou protinádorovou aktivitu, hormaomycin je bakteriální hormon. Linkomycin má do své struktury začleněn neobvyklý prekurzor, 4- propyl-L-prolin (PPL), vznikající z L-tyrosinu. Hormaomycin i některé PBD (tomaymycin, anthramycin, sibiromycin) mají i přes celkovou strukturní nepodobnost s linkomycinem ve své struktuře integrován prolinový motiv s dvou- nebo tří- uhlíkatým postranním řetězcem, stejného biosyntetického původu jako PPL. V biosyntetických genových shlucích příslušných sekundárních metabolitů lze proto nalézt pět nebo šest ortologních genů kódujících biosyntézu těchto strukturně podobných prekurzorů. Existuje zřetelná evoluční souvislost biosyntézy linkomycinu, hormaomycinu a některých PBD. Není však známo, kde unikátní PPL dráha vznikla, rozvíjela se, jaké existují v přírodě její další modifikace, ani jaké byly cesty přenosu biosyntetických genů mechanizmem horizontálního genového přenosu. Odpovědi na tyto otázky jsou významné zejména z pohledu přípravy nových hybridních látek s lepšími bioaktivními účinky.
|
|
|
Příprava a charakterizace proteinu LmbX zúčastněného v biosyntéze antibiotika linkomycinu
Jiráčková, Petra ; Janata, Jiří (vedoucí práce) ; Janderová, Blanka (oponent)
Linkomycin je antibiotikum využívané v klinické praxi. Jeho producentem je Streptomyces lincolnensis. Linkomycin se skládá z aminocukerné a aminokyselinové složky, které jsou spojeny amidovou vazbou. Aminokyselinovým prekurzorem je propylprolin (PPL), jehož biosyntéza probíhá dráhou vycházející z tyrosinu. Modifikovaná PPL dráha byla také objevena u pyrrolobenzodiazepinů (PBD) a hormaomycinu. V biosyntéze PBD je PPL prekuzor dále modifikován reakcemi katalyzovanými specifickými enzymy nepřítomnými v biosyntéze linkomycinu. Geny kódující tyto enzymy by mohly být přeneseny do genového shluku pro biosyntézu linkomycinu. Tímto způsobem bychom mohli získat producenty hybridních antibiotik s lepšími vlastnostmi, a dokonce antimalarickými účinky. PPL dráhy se účastní šest enzymů, které jsou kódovány v genovém shluku pro biosyntézu linkomycinu. První dvě reakce biosyntézy PPL byly již prokázány, proto se tato práce zaměřuje na reakci třetí, kterou by měl podle literatury katalyzovat protein LmbX. Jeho předpokládaná funkce v biosyntéze PPL je hydrolýza C-C vazby. Podle sekvenční homologie však protein LmbX patří do rodiny isomeras. V této práci byl nadprodukován protein LmbX a byla testována jeho aktivita v přítomnosti předpokládaného substrátu. Produkty byly měřeny na kapalinovém chromatografu (UHPLC)....
|
host ::
RSS.