Identificação e caracterização de uma t1PKS-transAT PKS-NRPS em Streptomyces sp. via genome mining

• Processo: 15/01013-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Luciana Gonzaga de Oliveira
• Beneficiário: Renata Sigrist
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/25735-1 - Explorando o potencial metabólico de Streptomyces sp. B1 metabolites: isolamento e caracterização, BE.EP.DD
• Assunto(s): Produtos naturais Streptomyces Peptídeo sintases Policetídeo sintases Recombinação genética Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: expressão heteróloga | genes cripticos | peptídeo não-ribossomal sintetase | policetídeo sintases modulares | Recombinação | Streptomyces | Biotecnologia/ Produtos Naturais

Resumo

A análise recente do genoma de diversas linhagens de Streptomyces revelou uma grande abundância de clusters de genes que codificam enzimas do metabolismo secundário. Essas informações conferem uma importante evidência de que a capacidade para a produção de metabólitos por Streptomyces e outras actinobactérias não é completamente acessada sob as condições de cultivo em laboratório. Como uma alternativa às metodologias tradicionais de busca por novos metabólitos, a aplicação de ferramentas genômicas iniciadas principalmente neste século, tem possibilitado o isolamento de novas moléculas, a elucidação de vias biossintéticas, a caracterização de inúmeras enzimas e suas funções e também a identificação de intermediários de biossíntese. A linhagem endofítica Streptomyces sp. isolada de Citrus ssp. foi sequenciada recentemente pelo nosso grupo de pesquisas e a escolha desta linhagem se deu por testes prévios que acoplaram triagem de genes biossintéticos utilizando provas metabólicas e testes bioquímicos. Os genes foram anotados e utilizando-se análise in silico foi feita a atribuição dos clusters envolvidos na biossíntese de metabólitos secundários. Essa análise permitiu identificar um cluster de genes envolvido na biossíntese de um suposto metabólito por ação conjunta de enzimas PKS do tipo 1, trans-AT PKS e NRPS. Através da mesma análise, foram também identificados genes responsáveis pela biossíntese de valinomicina e indigoidina, compostos já conhecidos e cujos grupamentos de genes já foram descritos na literatura. Neste estudo propõe-se utilizar diferentes metodologias para decifrar o metabólito produzido pela ação da t1PKS-transAT PKS-NRPS e caracterizar clusters codificando para indigoidina e valinomicina, anotados do genoma de Streptomyces sp.: 1) biblioteca em vetor do tipo PAC (P1-derived Artificial Chromosome) de Streptomyces sp.; 2) recombinação/reconstrução in vivo e in vitro, a partir de fragmentos dos clusters e um plasmídeo contendo regiões de homologia; 3) trasferência dos clusters para organismo heterólogo (S. coelicolor e S. lividans) e avaliação da produção dos metabólitos. (AU)

Publicações científicas

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(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)

PAULO, BRUNO S.; SIGRIST, RENATA; ANGOLINI, CELIO F. F.; DE OLIVEIRA, LUCIANA G.. New Cyclodepsipeptide Derivatives Revealed by Genome Mining and Molecular Networking. CHEMISTRYSELECT, v. 4, n. 27, p. 7785-7790, JUL 23 2019. (15/01013-4, 14/12727-5, 14/50249-8, 13/12598-8)

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)

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, v. N/A, n. 157, p. 12-pg., 2020-03-01. (19/10564-5, 15/01013-4, 14/50249-8, 19/08853-9, 13/12598-8, 14/12727-5)

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)

BRUNO S. PAULO; RENATA SIGRIST; LUCIANA G. DE OLIVEIRA. AVANÇOS RECENTES EM BIOSSÍNTESE COMBINATÓRIA DE POLICETÍDEOS: PERSPECTIVAS E DESAFIOS. Química Nova, v. 42, n. 1, p. 71-83, 2019-01-00. (14/50249-8, 15/01013-4, 14/12727-5, 13/12598-8)

DE OLIVEIRA, LUCIANA GONZAGA; SIGRIST, RENATA; PAULO, BRUNO SACHETTO; SAMBORSKYY, MARKYIAN. Whole-Genome Sequence of the Endophytic Streptomyces sp. Strain CBMAI 2042, Isolated from Citrus sinensis. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 8, n. 2, JAN 2019. (15/01013-4, 13/12598-8, 14/50249-8, 14/12727-5)

CÉLIO F. F. ANGOLINI; ANA B. GONÇALVES; RENATA SIGRIST; BRUNO S. PAULO; MARKIYAN SAMBORSKYY; PEDRO L. R. CRUZ; ADRIANA F. VIVIAN; EDUARDO M. SCHMIDT; MARCOS N. EBERLIN; WELINGTON L. ARAÚJO; et al. Genome Mining of Endophytic Streptomyces wadayamensis Reveals High Antibiotic Production Capability. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 27, n. 8, p. 1465-1475, 2016-08-00. (15/01013-4, 14/12727-5, 10/51677-2, 13/12598-8)

PAULO, BRUNO S.; SIGRIST, RENATA; ANGOLINI, CELIO F. F.; EBERLIN, MARCOS N.; DE OLIVEIRA, LUCIANA G.. Gene Deletion Leads to Improved Valinomycin Production by Streptomyces sp. CBMAI 2042. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 30, n. 3, SI, p. 673-679, MAR 2019. (14/50249-8, 15/01013-4, 10/51677-2, 14/12727-5, 13/12598-8)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SIGRIST, Renata. Genome mining e estratégias de clonagem para caracterização de vias biossintéticas de PKS e NRPS em Streptomyces sp. CBMAI 2042. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química Campinas, SP.