Elementi koji reguliraju biosintezu tetraciklinskih antibiotika u genskim nakupinama: otcG gen pozitivno regulira proizvodnju oksitetraciklina u vrste Streptomyces rimosus

• Published in: Food Technology and Biotechnology Vol. 47; no. 3; p. 323
• Main Authors: Lešnik, Urška, Gormand, Amelie, Magdevska, Vasilka, Fujs, Štefan, Raspor, Peter, Hunter, Iain, Petković, Hrvoje
• Format: Paper
• Language: Croatian; English
• Published: Prehrambeno-biotehnološki fakultet, Sveučilište u Zagrebu 07.08.2009
• Subjects: Amycolatopsis sulphurea; biosinteza oksitetraciklina; chelocardin; kelokardin; LAL (LuxR) family regulator; LAL (LuxR) regulator; oxytetracycline biosynthesis; poliketid sintaza tipa II; Streptomyces rimosus; type II polyketide synthase
• ISSN: 1330-9862; 1334-2606

Ekspresiju bakterijskih genskih nakupina poliketidnih sintaza obično reguliraju različiti vrlo specifični proteini koji su uglavnom usmjereni samo na ciljane gene u nakupini gena ili je riječ o regulatornim genima što djeluju šire na stanične procese, takozvani pleiotropni regulatori. Prema načinu djelovanja ti se regulatorni proteini mogu podijeliti u više skupina, kao što su SARP (engl. Streptomyces Antibiotic Regulatory Proteins), skupina ribosomski povezanih regulatornih proteina nazvanih ppGpp sintaze, γ-butirolaktonskih veznih i dvokomponentnih regulatornih proteina. Molekularna genetika takvih regulatornih mehanizama, koji utječu na biosintezu tetraciklina, još je i danas slabo istražena. U ovom je radu prikazana komparativna bioinformatička studija regulatornih proteina triju genskih nakupina koje kodiraju biosintezu oksitetraciklina (OTC) u vrste Streptomyces rimosus, klortetraciklina (u vrste Streptomyces aureofaciens), a i nedavno klonirane genske nakupine za biosintezu kelokardina (CHD) u vrste Amycolatopsis sulphurea. U genskoj nakupini koja kodira biosintezu klortetraciklina nalazi se takozvani SARP regulatorni gen. Međutim, homolog toga gena ne postoji u nakupini gena za biosintezu oksitetraciklina. U nakupini gena za biosintezu kelokardina pronađen je samo jedan regulatorni gen nazvan chdA, homolog gena otrR i ctcR iz skupine TetR regulatornih proteina, koji regulira ekspresiju otrB i ctc05 gena u nakupinama gena za biosintezu oksitetraciklina i klortetraciklina. U genskoj nakupini za biosintezu oksitetraciklina identificiran je novi regulatorni protein iz skupine LAL (LuxR), nazvan OtcG. Taj se genski homolog nalazi i u genskoj nakupini za biosintezu klortetraciklina. Inaktivacijom i povećanom ekspresijom gena otcG eksperimentalno je utvrđeno njegovo djelovanje kao uvjetno pozitivnog regulatora u biosintezi oksitetraciklina. Takvi eksperimentalni rezultati bioinformatičke studije i rezultati koji se odnose na prijašnje istraživanje utjecaja fosfata na reguliranje biosinteze oksitetraciklina upućuju na vrlo kompleksnu organizaciju regulatornih elemenata i njihova djelovanja u procesu biosinteze oksitetraciklina, u kojima sudjeluje i novi regulatorni element, produkt gena otcG.