De proteiner, der opretholder formicamycin biosyntese troskab

Formicamyciner er et sæt antibiotika, der produceres af bakterierne Streptomyces formicae som har vist nyttig aktivitet mod antibiotikaresistente stammer af de patogene bakterier Staphyloccus aureus .

Maskinerne, der er ansvarlige for fremstilling af formicamyciner, kan nogle gange fejltænde, hvilket fører til produktion af mindre shuntmetabolitter kaldet formicapyridinerne i meget lave niveauer. Tests viste, at isolerede formicapyridiner ikke udviser antifungal eller antibakteriel aktivitet. Så hvorfor er de produceret?

Holdet, der opdagede formicapyridinerne, ledet af professor Barrie Wilkinson (ved John Innes Centre) og Matt Hutchings (ved University of East Anglia), var fascineret af tilstedeværelsen af ​​disse usædvanlige molekyler, der mangler anti-infektiøs aktivitet, og dette førte til et spørgsmål:

"Hvad hvis, under visse miljøforhold, produktion af disse molekyler gav en selektionsfordel til Streptomyces formicae :kunne organismen tilpasse sig (udvikle) hurtigt, måske endda gennem en enkelt mutation, at producere meget højere niveauer af formicapyridinerne?"

For at teste denne mulighed, og baseret på deres forudsigelse for, hvordan formicapyridinerne fremstilles, holdet forsøgte at efterligne de forestillede tilpasningsmutationer ved at introducere målrettede gendeletioner til den biosyntetiske formicamycin-genklynge.

De forudsagde, at en af ​​disse mutationer ville øge niveauet af formicapyridiner og, på samme tid, afskaffe produktionen af ​​formicamycin-antibiotika.

Faktisk, selvom en mutant øgede formicapyridinproduktionen 25 gange, det afskaffede ikke formicamycinproduktionen. Hellere, niveauet af formicamyciner blev reduceret med ca. to tredjedele.

Dette rejste det næste spændende spørgsmål:hvad er rollen for proteinet kodet af det slettede gen?

Barrie Wilkinson forklarer:"Vi antager, at snarere end at fungere som et biosyntetisk enzym, som vi havde antaget, dette specifikke protein fungerer som en chaperone, eller troskabsfaktor, der sikrer, at den biosyntetiske proces fortsætter effektiviteten og ikke giver sideprodukter."

Forskningen har åbnet vejen for andre til at teste, om den samme hypotese gælder for beslægtede proteiner i andre organismer, der producerer lignende familier af antibiotika.

Artiklen vises i tidsskriftet Naturkommunikation :"En rolle for antibiotisk biosyntese monooxygenasedomæneproteiner i troskabskontrol under aromatisk polyketidbiosyntese."