Штам актиноміцетів Streptomyces sp. Je 1-93, продуцент антифунгальних антибіотиків

S. Tistechok, V. Fedorenko, O. Gromyko

Анотація


Скринінг нових природних біологічно активних сполук є однією з ефективних стратегій формування портфелю платформ для розробки нових хіміопрепаратів у боротьбі з мультирезистентними штамами мікроорганізмів. Актиноміцети є надзвичайно плодовитим джерелом структурно різноманітних вторинних метаболітів, значна частина яких має фармацевтичне чи біотехнологічне значення. Серед них варто відзначити рід Streptomyces,який продукує близько 55 % усіх відомих антибіотиків природного походження. Проте через значне повторне відкриття вже відомих сполук, особливо серед актиноміцетів, швидкість відкриття нових антибіотиків значно сповільнилося. На сьогодні виникає дедалі більший інтерес до скринінгу біоактивних сполук із малодосліджених та екстремальних середовищ існування. У цьому дослідженні ми демонструємо філогенетичну характеристику, біологічну активністьідереплікацію вторинних метаболітів ізоляту Je 1-93, виділеного з ризосферного ґрунту ялівцю високого (Juniperusexcelsa М. Bieb.). За аналізом нуклеотидної послідовності гена 16S рРНК ізолят Je 1-93 афілійовано до роду Streptomyces, при цьомунайбільша спорідненість виявлена зі штамом S. hydrogenans CA04 (100 % ідентичність). Аналіз антимікробної активності цього штаму продемонстрував його сильну антифунгальну дію проти референтного штаму Candida albicans ATCC 885-653, а також полірезистентного штаму C. albicans №12, стійкогодо ністатину, амфотерицину В, клотримазолу, ітраконазолу, кетоконазолу та флуконазолу. Щоб визначити сполуки, котрі, ймовірно, забезпечують антифунгальну активність, ми здійснили дереплікативний аналіз вторинних метаболітів, які продукує штам Streptomyces sp. Je 1-93. Щоб полегшити дереплікацію, отримані екстракти вторинних метаболітів розділяли, застосовуючи ексклюзійну хроматографію на колонці, наповненій сефадексомLH-20. Метанол використовували як рухому фазу. В результаті дереплікативного аналізу в базі даних природних сполук (DictionaryofNaturalProducts), серед вторинних метаболітів в екстракті Je 1-93 виявлено антибіотики антиміцини, які з великою імовірністю забезпечують антифунгальну активність цього штаму.


Ключові слова


Streptomyces; антифунгальна активність; філогенетичний аналіз; антиміцини; ризосферні мікроорганізми

Повний текст:

PDF

Посилання


Тістечок С., Дацюк Ю., Федоренко В., Громико О. Штам актиноміцетів Streptomyces sp. Je 1-42: філогенетичний аналіз, біологічні властивості та спектр вторинних метаболітів // Фактори експериментальної еволюції організмів. 2020. Т. 27. С. 276-281. https://doi.org/10.7124/FEEO.v27.1338

Barka E.A., Vatsa P., Sanchez L. et al. Taxonomy, Physiology, and Natural Products of Actinobacteria // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2015. Vol. 80. N 1. P. 1-43. https://doi.org/10.1128/MMBR.00019-15

De Lima Procópio R. E., da Silva I. R., Martins M. K. et al. Antibiotics produced by Streptomyces // Braz. J. Infect. Dis. 2012. Vol. 16. N 5. P. 466-471. https://doi.org/10.1016/j.bjid.2012.08.014

De Simeis D., Serra S. Actinomycetes: A Never-Ending Source of Bioactive Compounds-An Overview on Antibiotics Production // Antibiotics. 2021. Vol. 10. Р. 483. https://doi.org/10.3390/antibiotics10050483

Katz L., Baltz R. H. Natural product discovery: past, present, and future // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2016. Vol. 43. P. 155-176. https://doi.org/10.1007/s10295-015-1723-5

Kieser B. M., Buttner M. J., Charter K. F., Hopwood D. Practical Streptomyces Genetics. Norwich (United Kingdom): John Innes Foundation, 2000. 613 p.

Kimura M. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences // J. Mol. Evol. 1980. Vol. 16. P. 111-120. https://doi.org/10.1007/BF01731581

Kumar S., Stecher G., Li M. et al. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. Vol. 35. P. 1547-1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096

Mathew B. P., Nath M. Recent approaches to antifungal therapy for invasive mycoses // Chem. Med. Chem. 2009. Vol. 4. N 3. P. 310-323. https://doi.org/10.1002/cmdc.200800353

Mazzini S., Musso L., Dallavalle S., Artali R. Putative SARS-CoV-2 Mpro Inhibitors from an In-House Library of Natural and Nature-Inspired Products: A Virtual Screening and Molecular Docking Study // Molecules. 2020. Vol. 25(16). Р. 3745. https://doi.org/10.3390/molecules25163745

Raju R., Gromyko O., Butsiak A. et al. Oleamycins A and B: new antibacterial cyclic hexadepsipeptides isolated from a terrestrial Streptomyces sp. // J. Antibiotics. 2014. Vol. 67. P. 339-343. https://doi.org/10.1038/ja.2014.1

Raju R., Gromyko O., Fedorenko V. et al. Rubimycinone A, a new anthraquinone from a terrestrial Streptomyces sp. // Tetrahedron Lett. 2013. Vol. 54. N 8. P. 900-902. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2012.11.130

Raju R., Gromyko O., Fedorenko V. et al. Leopolic acid A, isolated from a terrestrial actinomycete, Streptomyces sp. // Tetrahedron Lett. 2012. Vol. 53. N 46. P. 6300-6301. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2012.09.046

Raju R., Gromyko O., Fedorenko V. et al. Oleaceran: A novel Spiro[isobenzofuran-1,2'-naptho[1,8-bc]furan] isolated from a terrestrial Streptomyces sp. // Organic Lett. 2013. Vol. 15. N 14. P. 3487-3489. https://doi.org/10.1021/ol401490u

Raju R., Gromyko O., Fedorenko V. et al. Juniperolide A: A New Polyketide Isolated from a Terrestrial Actinomycete, Streptomyces sp. // Organic Lett. 2012. Vol. 14. N 23. P. 5860-5863. https://doi.org/10.1021/ol302766z

Saitou N., Nei M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees // Mol. Biol. Evol. 1987. Vol. 4. P. 406-425. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a040454

Seipke R. F., Hutchings M. I. The regulation and biosynthesis of antimycins // Beilstein J. Org. Chem. 2013. Vol. 9. P. 2556-2563. https://doi.org/10.3762/bjoc.9.290

Souza A. C. O., Amaral A. C. Antifungal Therapy for Systemic Mycosis and the Nanobiotechnology Era: Improving Efficacy, Biodistribution and Toxicity // Front. Microbiol. 2017. Vol. 8. Р. 336. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00336

Tistechok S. I., Mytsyk Y. Y., Fedorenko V. O., Gromyko O. M. Biosynthetic potential of actinomycetes from Helianthemum stevenii Rupr. Ex Juz. & Pozd. Rhizosphere // Innov. Biosynt. Bioeng. 2019. Vol. 3. N 2. P. 105-113. https://doi.org/10.20535/ibb.2019.3.2.170129

Tistechok S. I., Tymchuk I. V., Korniychuk O. P. et al. Genetic Identification and Antimicrobial Activity of Streptomyces sp. Strain Je 1-6 Isolated from Rhizosphere Soil of Juniperus excelsa Bieb. // Cytol. Genet. 2021. Vol. 55. P. 28-35. https://doi.org/10.3103/S0095452721010138

Tzung S. P., Kim K., Basañez G. et al. Antimycin A mimics a cell-death-inducing Bcl-2 homology domain 3 // Nat. Cell Biol. 2001. Vol. 3. P. 183-191. https://doi.org/10.1038/35055095

Ventola C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats // Pharmacy and Therapeutics. 2015. Vol. 40. N 4. P. 277-283.

Wang Q., Garrity G. M., Tiedje J. M., Cole J. R. Naive bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy // Appl. Environ. Microbiol. 2007. Vol. 73. N 16. P. 5261-5267. https://doi.org/10.1128/AEM.00062-07

Zhang J., Zhang L. Improvement of an Isolation Medium for Actinomycetes // Modern Applied Science. 2011. Vol. 5. N 2. https://doi.org/10.5539/mas.v5n2p124




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2023.88.02

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Bookmark and Share