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Heterologous expression of terpene cyclases in genetically engineered bacterium
Alina Chiara Max
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Sergey Zotchev
DOI
10.25365/thesis.46494
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14727.10282.995574-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Naturstoffe, vor allem Sekundärmetaboliten aus Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen stellen eine wichtige Quelle zur Entdeckung neuer Arzneistoffe dar. Bisher gebräuchliche Verfahren, um neue Leitstrukturen zu finden, sind beispielsweise Screeningmethoden.
Im genomischen Zeitalter ist es möglich, gesamte Genome innerhalb kurzer Zeit unkompliziert zu analysieren. Dadurch wurde klar, dass eine Vielzahl von Genen, welche in die Biosynthese von Sekundärmetaboliten involviert sind, unter Laborbedingungen still bleibt.
Ein Ansatz, um die biosynthetischen Produkte dieser stummen Gene trotzdem aufzuspüren, ist die heterologe Expression.
Der Großteil der Sekundärmetaboliten wird von Actinomyceten, insbesondere von der Gattung Streptomyces, produziert.
In diesem Projekt wurden einige Genome mariner Actinomyceten mittels des bioinformatischen Tools antiSMASH analysiert.
Die Analyse zeigte auf, dass 31 Gencluster Gene für Terpensynthasen beeinhalteten.
Aufgrund ihrer Phylogenie konnte man von einigen Terpensynthasen annehmen, dass sie neue, noch unentdeckte Verbindungen synthetisieren.
Mittels eines eigens konstruierten Vektors, pAMX1, wurden zwei Terpensynthasen in einem heterologen Streptomyces venezuelae Wirt exprimiert.
HPLC Analysen zeigten Unterschiede zwischen den Spektren der rekombinanten Klone und der Kontrollen. Aus zeitlichen Gründen war es bisher noch nicht möglich, die Versuche fortzuführen. Es ist aber wahrscheinlich, dass mit der Durchführung weiterer Tests neue Verbindungen gefunden werden können.
Abstract
(Englisch)
Natural products, especially secondary metabolites from animals, plants and microorganisms, represent an important source for the discovery of new drugs.
So far, screening methods were common use in search of new lead compounds.
In times of the genomic era, where sequencing of whole genomes is available in an uncomplicated and fast way, it became clear, that many genes encoding secondary metabolites remain silent during laboratory conditions.
Heterologous expression is one approach to access the hidden potential of those cryptic genes.
Actinomycetes, most notably the genus Streptomyces, can be defined as one of the major producers of SMs.
Terpenoids are a class of SMs that is known to be antiinfective, antitumoral, antiviral and to possess even more beneficial properties which cause their widely use in medicine.
In this project, we tested genomes of marine actinomycetes for the presence of terpene synthase genes by the support of the bioinformatic tool antiSMASH. The analyses revealed 31 biosynthetic gene clusters which contained terpene synthase (TS) genes. According to their phylogeny, some TSs were suggested to synthesize new, previously undetected products.
Using a newly constructed vector, pAMX1, two terpene synthases were expressed in a heterologous Streptomyces venezuelae host. HPLC analyses showed differences in the spectra between the recombinant clones and the control. Further analyses could not be pursued due to lack of time but it is likely that with continuing research novel compounds might be detected.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Actinomycetes Streptomyces Heterologous expression Terpenes
Schlagwörter
(Deutsch)
Actinomyzeten Streptomyces Heterologe Expression Terpene
Autor*innen
Alina Chiara Max
Haupttitel (Englisch)
Heterologous expression of terpene cyclases in genetically engineered bacterium
Paralleltitel (Deutsch)
Heterologe Expression von Terpencyclasen in genetisch manipulierten Bakterien
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
83 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sergey Zotchev
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC13746138
Utheses ID
41147
Studienkennzahl
UA | 449 | | |