Avaliação dos aspectos benéficos de actinobactérias endofíticas: expandindo o conhecimento sobre os produtos naturais codificados pelo genoma de microrganismos da biodiversidade brasileira

• Processo: 19/10564-5
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de novembro de 2019 - 31 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Luciana Gonzaga de Oliveira
• Beneficiário: Luciana Gonzaga de Oliveira
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesq. associados: Rudolf Konrad Allemann
• Assunto(s): Química de produtos naturais Biossíntese Biotecnologia Actinobacteria Streptomyces Terpenos Mineração de genoma

Resumo

Terpenos e terpenoides representam a mais ampla classe de produtos naturais encontrados na natureza. Apesar da diversidade estrutural, todos os terpenoides são biossintetizados a partir de duas moléculas quimicamente relacionadas, ”1- e ”2-isopentenildifosfato. A subunidade isopentenila difosfato são reunidas para formar os precursores lineares de todos os terpenoides. Os precursores lineares são convertidos nos produtos cíclicos pela ação de enzimas conhecidas como terpeno sintases. Aproximadamente 75000 terpenos/terpenoides são conhecidos e apenas 235 possuem sua origem biossintética associada a Streptomyces de acordo com o Dictionary of Natural Products. Historicamente a maior parte dos estudos sobre terpenos foram realizados a partir de plantas e fungos. As bactérias foram reconhecidas como fontes desses metabólitos em tempos recentes. Nesse projeto de pesquisa estamos propondo um estudo mecanístico além da expansão do terpenoma de actinobactérias isoladas do território brasileiro. Até o momento, nós já clonamos e expressamos várias ciclases anotadas do genoma de Streptomyces utilizando estratégias de "genome mining". A maior parte da TSs de actinobactérias podem ser produzidas em E. coli utilizando-se genes sintéticos. Estudos in vitro dessas proteínas na presença dos precursores FPP, GPP, GGPP mostram que as enzimas produzidas in vitro são capazes de reproduzir as reações de ciclização produzindo terpenos cíclicos com estruturas sem precedentes na literatura. Portanto, conhecimentos fundamentais sobre a abrangência das sintases de sesquiterpenos, além dos limites estruturais relacionados a atividade de sítios ativos das enzimas e mecanismos através dos quais essas enzimas controlam a seletividade e especificidade durante o processo de ciclização são questões a serem elucidadas. Este trabalho fornecerá resultados muito promissores para o entendimento dos mecanismos envolvidos na biossíntese de terpenos, assim como possibilitará ampliar o conhecimento desse grupo de metabólitos produzidos por actinobactérias. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DOUGLAS C. SACHITO; LUCIANA G. DE OLIVEIRA. Unveiling the Bacterial Sesquiterpenome of Streptomyces sp. CBMAI 2042 Discloses Cyclases with Versatile Performances. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 33, n. 7, p. 734-742, 2022-06-17. (14/12727-5, 19/10564-5, 14/50249-8)

SIGRIST, RENATA; PAULO, BRUNO S.; ANGOLINI, CELIO F. F.; DE OLIVEIRA, LUCIANA G.. Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products. JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, n. 157, MAR 2020. (19/10564-5, 14/50249-8, 19/08853-9, 15/01013-4, 13/12598-8, 14/12727-5)

SIGRIST, RENATA; LUHAVAYA, HANNA; MCKINNIE, SHAUN M. K.; DA SILVA, AMANDA FERREIRA; JURBERG, IGOR D.; MOORE, BRADLEY S.; DE OLIVEIRA, LUCIANA GONZAGA. Nonlinear Biosynthetic Assembly of Alpiniamide by a Hybrid cis/trans-AT PKS-NRPS. ACS Chemical Biology, v. 15, n. 4, p. 1067-1077, APR 17 2020. (19/10564-5, 17/24017-0, 14/50249-8, 16/25735-1, 14/12727-5, 15/01013-4)