Biological chemistry of the antimycins and blastmycinones in Streptomyces ambofaciens
Final Report Abstract
Im Verlauf des Projektes über die biologische Chemie der Antimycine wurden 41 Blastmycinon-Derivate synthetisiert, von denen 27 in Duftstoffextrakten von Streptomyceten als Naturstoffe identifiziert werden konnten. In Fütterungsexperimenten mit diversen fluorierten Anthranilsäurederivaten konnte gezeigt werden, dass die Biosynthese der Startereinheit 3-Aminosalicylsäure ausgehend von Anthranilsäure durch den Ringoxidationskomplex AntHIJKL unter Wanderung der Carboxylat-Funktion, nicht aber der Aminogruppe verläuft. Knockout-Experimente zu den vier in Streptomyces ambofaciens kodierten PPTasen zeigten, dass die Biosynthese der Antimycine sowohl von der pleiotropen PPTase Sco6673 als auch der Cluster-eigenen PPTase AntQ abhängt, wohingegen die Biosynthese der Blastmycinone nur von der PPTase AntQ abhängig ist. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Blastmycinone zumindest nicht nur Antimycin-Abbauprodukte darstellen, wie vormals vermutet, sondern auch durch die Enzyme des Antimycin- Biosynthesegenclusters gezielt hergestellt werden können. Ein neues Modell für die Antimycin-Biosynthese wurde auf Grundlage der experimentellen Daten entwickelt. Das ungewöhnliche Ergebnis, das ein Biosynthesegencluster für die Biosynthese von zwei Gruppen von Naturstoffen fungiert, ist bisher meines Wissens einmalig und soll in zukünftigen Folgeuntersuchungen weiter untersucht werden. Zu diesem Zweck sind unter Anderem die heterologe Expression von einzelnen Carrier-Proteinen und PPTasen sowie in vitro-Inkubationsexperimente mit den gereinigten Enzymen geplant.
Publications
- An unprecedented 1,2-shift in the biosynthesis of the 3-amino-salicylate moiety of antimycins, ChemBioChem 2012, 13, 769-773
I. Schoenian, C. Paetz, J. S. Dickschat, B. Aigle, P. Leblond, D. Spiteller
(See online at https://doi.org/10.1002/cbic.201200033) - Volatile Lactones from Streptomycetes Arise via the Antimycin Biosynthetic Pathway, ChemBioChem 2012, 13, 1635-1644
R. Riclea, B. Aigle, P. Leblond, I. Schoenian, D. Spiteller, J. S. Dickschat
(See online at https://doi.org/10.1002/cbic.201200260) - A major role for a single Sfp-type PPTase in the biosynthesis of PKS and NRPS derived metabolites in Streptomyces ambofaciens ATCC23877, PLoS ONE 2014, 9, e87607
R. Bunet, R. Riclea, L. Laureti, L. Hotel, C. Paris, J.-M. Girardet, D. Spiteller, J. S. Dickschat, P. Leblond, B. Aigle
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0087607)
