• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.83-91
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• 2018

박테리아와 진균의 유전체 정보 탐색을 통하여 이차대사 생합성을 지정하는 다수의 잠재 유전자군을 찾을 수 있으며, 유전체 정보를 기반으로 특정 유전자의 발현을 활성화하여 잠재 유전자군의 생성물을 추론하고, 해당 물질의 생물학적 기능을 연구하는 것이 가능하다. 동아시아 지역에서 잘 알려진 식용 사상진균 홍국에 대하여 몇 몇 유전체 정보가 공개되어있으며, 본 연구에서는 Monascus purpureus ${\Delta}MpPKS5$ 균주에서 polyketide synthase-nonribosomal peptide synthase 유전자 Mpfus1 상단에 Aspergillus gpdA 프로모터를 삽입하는 방식으로 이 유전자의 발현을 활성화하였다. Mpfus1 유전자군은 2-pyrrolidone/conjugated polyene 구조를 갖는 물질의 생합성 유전자군들과 높은 유사성을 보이며, 이들 화합물 그룹에서 진균 독소인 fusarin이 잘 알려져 있다. ${\Delta}MpPKS5$ 균주는 홍국 azaphilone 색소 생산 능력이 소실된 균주이며 색소 및 자외선 흡수 특성을 보이는 화합물들의 동정에 적절한 균주이다. Mpfus1 활성화는 균사체가 노란색을 띠도록 유도하며, 균사체의 methanol 추출액은 365 nm에서 최대 흡광도를 보임을 확인할 수 있었다. 해당 추출액의 HPLC 분석을 통하여 다수의 화합물들이 포함되어 있음을 확인할 수 있었으며 이를 통하여 MpFus1 효소의 생성물이 대사적, 화학적으로 불안정함을 추론할 수 있다. Mpfus1 활성화 균주 추출물을 LC-MS로 분석하여 MpFus1 생성물의 구조를 유추하여 Mpfus1 유전자군이 fusarin의 탈메틸 유사체 생합성을 지정하는 것으로 제안할 수 있었다. 본 연구는 홍국 균주에서 유전체 기반-미지 화합물 발굴 연구의 예를 제시하고 홍국 균주에서 새로운 생리활성의 동정 가능성을 시사하여 준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권3호
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• pp.427-433
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• 2008

The cephabacins produced by Lysobacter lactamgenus are ${\beta}$-lactam antibiotics composed of a cephem nucleus, an acetate residue, and an oligopeptide side chain. In order to understand the precise implication of the polyketide synthase (PKS) module in the biosynthesis of cephabacin, the genes for its core domains, ${\beta}$-ketoacyl synthase (KS), acyltransferase (AT), and acyl carrier protein (ACP), were amplified and cloned into the pET-32b(+) expression vector. The sfp gene encoding a protein that can modify apo-ACP to its active holo-form was also amplified. The recombinant KS, AT, apo-ACP, and Sfp overproduced in the form of $His_6$-tagged fusion proteins in E. coli BL21(DE3) were purified by nickel-affinity chromatography. Formation of stable peptidyl-S-KS was observed by in vitro acylation of the KS domain with the substrate [L-Ala-L-Ala-L-Ala-L-$^3H$-Arg] tetrapeptide-S-N-acetylcysteamine, which is the evidence for the selective recognition of tetrapeptide produced by nonribosomal peptide synthetase (NRPS) in the NRPS/PKS hybrid. In order to confirm whether malonyl CoA is the extender unit for acetylation of the peptidyl moiety, the AT domain, ACP domain, and Sfp protein were treated with $^{14}C$-malonyl-CoA. The results clearly show that the AT domain is able to recognize the extender unit and decarboxylatively acetylated for the elongation of the tetrapeptide. However, the transfer of the activated acetyl group to the ACP domain was not observed, probably attributed to the improper capability of Sfp to activate apo-ACP to the holo-ACP form.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권3호
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• pp.229-237
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• 2009

Among 12 marine bacterial strains from the China coast that exhibited interesting bioactivity (positive for both antimicrobial and cytotoxic activities), only four strains, namely, NJ6-3-1, NJ6-3-2, NB-6, and YTHM-17, had a KS domain or A domain when screened for PKS and NRPS genes using a PCR. Interestingly, two of these strains belonging to Pseudoalteromonas and associated with the marine sponge Hymeniacidon perleve were positive for both PKS and NRPS, whereas the other two strains of Pseudoalteromonas did not have a PKS or NRPS gene. A molecular phylogeny analysis and DGGE analysis of the Pseudoalteromonas sp. indicated that they had a specific affinity with the host marine sponge Hymeniacidon perleve. Furthermore, an analysis of a partial sequence of Pseudoalteromonas sp. NJ6-3-2 isolated from the marine sponge Hymeniacidon perleve obtained from genomic walking using a computational approach indicated a relatively complete PKS module including auxiliary domains (DH, KR, and Cy).