Окситриптофан: Что такое добавка 5-HTP, есть ли смысл ее принимать

Содержание

Что такое добавка 5-HTP, есть ли смысл ее принимать

Вы наверняка видели добавки с загадочной аббревиатурой 5-HTP. Многие считают их витаминками, которые повышают устойчивость к стрессу и усиливают работоспособность, пополняют запас необходимых веществ. Но что это на самом деле? Попробуем разобраться.

Что такое 5-HTP?

На русский язык загадочная аббревиатура 5-HTP переводится как «5-гидрокситриптофан». Клинические фармакологи объясняют, что это вещество никаким образом не относится ни к витаминам, ни к минералам – это элементарная аминокислота, один из «кирпичиков» для строительства белковых молекул (наряду с другими аминокислотами). Открывая фармацевтический справочник по лекарственным препаратам, этого вещества мы в нем не найдем, так как по своему статусу его относят к категории БАДов, причем везде в мире. То есть 5-HTP – это не витамины и не лекарство, а именно биологически активная добавка к пище, призванная пополнить запасы триптофана, если человек с пищей получает его недостаточно.

Углубимся в биохимию

Вещество внутри пилюлек с загадочной аббревиатурой 5-HTP, или, проще говоря, окситриптофан, – отнюдь не уникальное и не редкое соединение, широко представленное в жизни человека. Это одна из составных частей пищевых белков, которые необходимы людям для полноценного обмена веществ. В организме людей эта 5-HTP образуется из молекул триптофана, который поставляется с вполне доступными и недорогими продуктами питания. Из вполне достойных источников триптофана можно назвать некоторые сорта рыбы, особенно скумбрию и треску, палтус с лососем. Много триптофана в баранине и птице, говядине и твердых сырах, твороге. Если говорить о растительных его источниках, это бананы и финики, бобы и орехи. Словом, пополнить запасы 5-HTP в организме можно без заветных баночек, стоящих немалых денег. А для тех, кто любит экзотику, добавим: максимальное содержание триптофана обнаружено в красной и черной икре.

Само вещество 5-HTP – это промежуточный метаболит между триптофаном и гормонально активным веществом – серотонином, который принято называть гормоном радости. Отведав икорки и закусив рыбой и бананами, можно получить порцию удовольствия естественным образом, без приема капсул. Помимо этого, 5-HTP помогает в синтезе и другого гормона – мелатонина, который в организме отвечает за нормальные циркадные ритмы – смены бодрствования и периодов сна. То есть достаточное количество 5-HTP и триптофана пищи помогает лучше спать и днем активнее работать. Но это при условии, что вы ложитесь спать вовремя, ночью, до полуночи, а не под утро, когда никакие пилюли не спасут от недосыпа.

Принимать или нет: мнение фармацевта

С вопросом о том, стоит ли принимать добавки с 5-HTP, я обратилась к своей коллеге, фармацевту.

Приведу ее слова дословно:

– Принимают добавки 5-HTP с целью устранения тревожности и депрессии, что связано с антидепрессивным действием этого вещества (триптофан – предшественник серотонина, антистрессового и противодепрессорного гормона), некоторым пациентам его рекомендуют для улучшения сна, если его нарушения вызваны ненормированным графиком и не связаны с серьезными расстройствами.

Клинических исследований по 5-HTP нет, то есть изучалось только его действие относительно опасности и токсичности для организма, реальной эффективности и полезности не оценивали. На Западе, в Европе и в США, добавки с 5-HTP поглощают в огромных количествах, так как все антидепрессанты у них очень дорогие и по строгой рецептуре (надо идти к доктору, оплачивать прием и пр.). Принимать это вещество как витаминное средство нельзя и бессмысленно. Даже не знаю, для чего я бы посоветовала это принимать. В общем, это не лекарство, зачем его принимать, непонятно, если только врач не посоветовал в качестве добавки при определенных состояниях (депрессивный невроз, нарушения сна) и только в составе комбинированной терапии и под контролем специалиста.

Что обещают производители?

Добавки с 5-HTP производятся многими международными концернами, выпускающими БАДы. Эти добавки рекомендуются для людей, которым необходимо избавление от раздражительности и постоянного стресса, депрессии или апатии, нежелания работать. Чудо-пилюли могут быть показаны при ненормированном рабочем дне, для стимуляции работоспособности, улучшения настроения, активизации внутренних резервов и энергии для деятельности. Также за счет БАДов с 5-HTP предлагается избавляться от головной боли и даже мигрени, устранять зависимость от пищи и таким образом похудеть. Кроме того, 5-HTP позиционируется как помощь в отказе от курения и приема алкоголя за счет снижения тяги к ним и как средство улучшить течение ПМС у женщин.

Но, по отзывам, сильно выраженного эффекта нет, зато возникает сонливость при приеме, в том числе и днем, когда нужно быть бодрым и активно трудиться.

окситриптофан декарбоксилирование - Справочник химика 21

    Было описано также декарбоксилирование триптофана ферментными препаратами из почек с образованием амина, обладающего прессорным действием [205], но в последнее время Юденфренд и его сотрудники [210, 211] установили, что триптофан сперва окисляется в 5-окситриптофан, который и является субстратом специфической декарбоксилазы, катализирующей следующую реакцию  [c.201]
    В животном организме обнаружено энзиматическое окисление триптофана в 5-окситриптофан, из которого путем декарбоксилирования образуется 5-окситриптамин или серотонин (стр. 336). Это вещество вызывает сосудосуживающий эффект. Серотонин, кроме того, вызывает сокращение бронхиол и каким-то образом поддерживает тонус нервной деятельности на нормальном уровне. Введение антиметаболитов серотонина вызывает эпилептоидные судороги у животных. 
[c.354]

    Некоторые L-аминокислоты, в том числе гистидин, цистеиновая кислота, цистеинсульфиновая кислота, 3,4-диоксифенилала-нин, глутаминовая кислота и 5-окситриптофан, декарбоксилируются ферментами, обнаруженными в тканях млекопитающих. Реакции декарбоксилирования в общем не играют в количественном отнощении существенной роли в превращении аминокислот в организме животных вместе с тем некоторые реакции декарбоксилирования, например те, которые ведут к образованию серотонина и гистамина, имеют большое биологическое значение. У млекопитающих первая аминокислотная декарбоксилаза была открыта в 1936 г. Верле, который обнаружил, что при инкубировании гистидина с ферментными препаратами из почек кролика образуется вещество, обладающее физиологическими свойствами гистамина [200]. Фермент, в дальнейшем полученный в очищенном виде, катализирует следующую реакцию [201, 202]  [c.200]

    Декарбоксилирование у животных. Реакции декарбоксилирования аминокислот наблюдаются не только у микробов, но также в животном и растительном мире. В животном организме обнаружены процессы декарбоксилирования гистидина, тирозина, глютаминовой кислоты, 5-окситриптофана, 3,4-диоксифенилаланина ( дофа ) и цистеиновой кислоты. Первые три аминокислоты входят в состав белковой молекулы, три последние ( дофа , 5-окситриптофан и цистеиновая кислота) представляют собой продукты обмена аминокислот — тирозина, триптофана и цистеина. В результате воздействия животных декарбоксилаз на указанные аминокислоты образуются соответствующие амины или новые аминокислоты. 

[c.354]

    Окситриптофан, предшественник серотонина, является промежуточным продуктом в превращениях триптофана, связанных с декарбоксилированием (стр. 201). Образование 5-окситрппто-фана из триптофана наблюдали у hromoba terium viola eum [288]. Описан синтез этой аминокислоты [289]. [c.60]

    Имеющиеся данные позволяют представить путь превращения триптофана в организме с образованием в виде промежуточных продуктов 5-окси-индолиловых соединений. Первым этапом этого пути является окисление триптофана в индоловом кольце с выделением 5-окситриптофаиа. Последний подвергается декарбоксилированию с образованием 5-окситриптамина. В печени и в других тканях обнаружен фермент, катализирующий отщепление СО. от карбоксильной группы 5-окситриптофана. Этот фермент специфически действует на 5-окситриптофан, но не оказывает влияния на триптофан. Таким образом, триптофан в тканях организма сначала подвергается окислению (с образованием 5-окситриптофана), а затем превращается в 5-окситриптамин.

[c.393]


Биологическая химия Издание 3 (1960) -- [ c.335 ]

Биологическая химия Издание 4 (1965) -- [ c.355 ]

Биохимия аминокислот (1961) -- [ c.201 , c.203 ]


Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Окситриптофан

Cтраница 1

Окситриптофан ( оксиндолил-3 - аланин) ( V), наиболее важный из этого класса производных, был уже упомянут в разделе, касающемся его возможной роли в качестве промежуточного соединения в метаболизме триптофана ( стр.  [1]

Окситриптофан, предшественник серотонина, является промежуточным продуктом в превращениях триптофана, связанных с декарбоксилированием ( стр.  [2]

Возможность того, что окситриптофан является промежуточным соединением при превращении триптофана в кинуренин, несомненно, не исключается приведенными опытами. Превращение окситриптофана в кинуренин может протекать через стадию образования легко получаемых 3-оксипроиз-водных окситриптофана.  [3]

Было найдено, что окситриптофан не подвергается метаболизму клетками Pseudomonas, в то время как триптофан и кинурен ими активно окисляются.  [4]

Возможность того, что окситриптофан является промежуточным соединением при превращении триптофана в кинуренин, несомненно, не исключается приведенными опытами. Превращение окситриптофана в кинуренин может протекать через стадию образования легко получаемых 3-оксипроиз-водных окситриптофана.  [5]

Было найдено, что окситриптофан не подвергается метаболизму клетками Pseudomonas, в то время как триптофан и кинурен ими активно окисляются.  [6]

Если эти факты подтвердятся дальнейшими экспериментами, то вопрос относительно окситриптофана как промежуточного соединения в превращении триптофана в кинуренин снова станет неясным. Образование окситриптофана из триптофана и атроксиндола из скатола может протекать через 3-оксииндоленин.  [7]

Мезон и Берг [311] при изучении метаболизма триптофана также пришли к заключению, согласно которому окситриптофан не может быть промежуточным продуктом при превращении в организме крыс / - триптофана в кинуренин и в кинуреновую кислспу. Техника этих исследований включает хро-матографическое разделение и идентификацию некоторых флуоресцирующих метаболитов / - триптофана. Инкубация содержащих / - триптофан тонких срезов печени нормальных крыс приводит к образованию кинуренина, кинуреновой кислоты и в незначительной степени антранкловой кислоты. При аналогичной инкубации Л - окситриптофапа хроматографическое разделение дает образец, совершенно отличный от образца, получаемого в случае / - триптофана и / - кинуреиина, хотя при этом и образуется незначительное количество, несомненно, того же флуоресцирующего вещества. С другой стороны, эти результаты не могут считаться окончательными, и вопрос относительно того, является ли окситриптофан промежуточным продуктом в метаболизме триптофана в кинуренин, еще не решен.  [8]

Мезон и Берг [311] при изучении метаболизма триптофана также пришли к заключению, согласно которому окситриптофан не может быть промежуточным продуктом при превращении в организме крыс / - триптофана в кинуренин и в кинуреновую кислспу. Техника этих исследований включает хро-матографическое разделение и идентификацию некоторых флуоресцирующих метаболитов / - триптофана. Инкубация содержащих / - триптофан тонких срезов печени нормальных крыс приводит к образованию кинуренина, кинуреновой кислоты и в незначительной степени антранкловой кислоты.

При аналогичной инкубации Л - окситриптофапа хроматографическое разделение дает образец, совершенно отличный от образца, получаемого в случае / - триптофана и / - кинуреиина, хотя при этом и образуется незначительное количество, несомненно, того же флуоресцирующего вещества. С другой стороны, эти результаты не могут считаться окончательными, и вопрос относительно того, является ли окситриптофан промежуточным продуктом в метаболизме триптофана в кинуренин, еще не решен.  [9]

Если эти факты подтвердятся дальнейшими экспериментами, то вопрос относительно окситриптофана как промежуточного соединения в превращении триптофана в кинуренин снова станет неясным. Образование окситриптофана из триптофана и атроксиндола из скатола может протекать через 3-оксииндоленин.  [10]

Возможность того, что окситриптофан является промежуточным соединением при превращении триптофана в кинуренин, несомненно, не исключается приведенными опытами. Превращение окситриптофана в кинуренин может протекать через стадию образования легко получаемых 3-оксипроиз-водных окситриптофана.  [11]

Если эти факты подтвердятся дальнейшими экспериментами, то вопрос относительно окситриптофана как промежуточного соединения в превращении триптофана в кинуренин снова станет неясным. Образование окситриптофана из триптофана и атроксиндола из скатола может протекать через 3-оксииндоленин.  [12]

Возможность того, что окситриптофан является промежуточным соединением при превращении триптофана в кинуренин, несомненно, не исключается приведенными опытами. Превращение окситриптофана в кинуренин может протекать через стадию образования легко получаемых 3-оксипроиз-водных окситриптофана.  [13]

Как уже было упомянуто ( стр. Корнфорз и другие исследователи [542] получили й / - окситриптофан ( V) восстановлением оксиндолил - - 3 - ( а-оксимино) пропионовой кислоты ( VI) амальгамой натрия в кислой среде.  [14]

Возможность того, что окситриптофан является промежуточным соединением при превращении триптофана в кинуренин, несомненно, не исключается приведенными опытами. Превращение окситриптофана в кинуренин может протекать через стадию образования легко получаемых 3-оксипроиз-водных окситриптофана.  [15]

Страницы:      1    2

5-HTP Антидепрессант, снижение веса 50 мг 60 капс:

5-гидрокситриптофан

одна из химических форм натуральной аминокислоты триптофана, которая эффективно снимает проявления депрессии, нейтрализует стресс и улучшает сон

Эта аминокислота является естественным для организма веществом, увеличивает выработку в мозге серотонина - главного успокаивающего гормона, который напрямую отвечает за внутреннее ощущение эмоционального благополучия.

Триптофан  эффективен при проявлениях раздражительности, враждебности, агрессивности, от которых особенно страдают женщины в период ПМС. Именно триптофаном успешно лечат такое расстройство питания, как булимию, или обжорство. Согласитесь, сколько раз уже вы прилетали домой после тяжелого, нервного рабочего дня и поедали без разбора все подряд, что найдёте в холодильнике — не чувствуя даже особого голода, просто потому что разбушевавшиеся нервы требовали их хоть как-то успокоить!

НЕ ПЕРЕДОЗИРОВАТЬ!

Размер порции: 1 капсула

  Количество на порцию % Дневная стоимость
L-5 HTP(L-5 окситриптофан) (Griffonia Simplicifolia экстракт семян) 50 мг

 

Принимать по 1 капсуле  1-2 раза в день на голодный желудок, запивая водой.

Увага. Даний комплекс/продукт не є лікарським препаратом чи засобом і не призначений для лікування будь-яких хвороб. Продукція відноситься до харчових додатків і застосовується споживачем самостійно або за порадою лікаря-фахівця. Постачальник несе відповідальність згідно чинного законодавства не за призначення даного засобу, але як і для будь якого харчового продукту чи додатку за оригинальність походження задекларованого продукту, за дотримання умов зберігання і терміну придатності. Інформація про властивості отримана з офіційного сайту виробника і з відкритих джерел. Призначенням препаратів, засобів, продуктів постачальник не займається. 

Виробник:

Swanson Health Products

4075 40th Ave S 
P.O. Box 2803 
Fargo, ND 58108-2803 
1-701-356-2708 fax 

БАД "5-HTP Гидрокситриптофан" (Nutricare, Арго)

Описание продукта:


Гриффония простолистная произрастает в саваннах Центральной и Западной Африки и много лет использовалась в народной медицине при лечении инфицированных ран, запоров, конъюнктивитов и как средство повышающее половое влечение. До сих пор местное население использует семена гриффонии в качестве мощного афродизиака, стимулирующего эмоциональный и энергетический подъем. Действие: антидепрессантное, антистрессовое, успокаивающее, снотворное, антимигренозное, афродитическое.

При многолетних исследованиях выяснилось, что гриффония является значительным источником прямого предшественника серотонина, который называется 5-гидрокситриптофан (5-HTP) и в большом количестве содержится в семенах растения. 5-HTP является одной из важнейших природных аминокислот и промежуточным веществом в обмене триптофана, попадая в мозг 5-HTP увеличивает возможности передающих нейронов создавать серотонин - «гормон счастья». Серотонин вырабатывается в шишковидной железе головного мозга и сильно влияет на эмоциональное состояние человека и его ощущение благополучия. Биодобавка воздействует на центры головного мозга, отвечающие за чувство удовольствия и удовлетворенности, и помогает чувствовать себя счастливыми и спокойными, улучшает настроение, аппетит, сон, самочувствие.

Валериана как лекарственное растение была известна еще в глубокой древности и использовалось врачами-философами в Древней Греции. Диоскорид считал, что она способна управлять мыслями, а Плиний Старший уверял, что она делает ум яснее. Они рекомендовали растение для устранения последствий нервных переживаний и стрессов, лечили с его помощью эпилепсию. В народной медицине валериана также использовалась для регуляции пищеварения и очищения кишечника. Действие: успокаивающее, болеутоляющее, противоспазматическое, ветрогонное.

Валериана оказывает седативное действие на возбужденную нервную систему и обладает противосудорожным и спазмолитическим действием, усиливает процессы торможения в коре головного мозга, помогает устранить головокружения, истерию, обмороки и уменьшает рефлекторную возбудимость. Оказывает успокаивающее действие на женскую репродуктивную систему, расслабляет спазмы гладких мышц, помогает при повышенной деятельности щитовидной железы, понижает возбудимость центральной нервной системы, способствует расслаблению гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта.

Инструкция по применению 5-HTP Гидрокситриптофан:

Взрослым по 1 капсуле 1 раз в день во время еды, запивая водой. Продолжительность приема – 4-6 недель с перерывом 2 недели. Можно совмещать с L-Аргинин TSN

Противопоказания: Индивидуальная непереносимость компонентов БАД. Перед применением рекомендуется проконсультироваться с врачом..

Состав: Экстракт семян гриффонии простолистной (95% 5-гидрокситриптофана), корень валерианы. Корень валерианы. Вспомогательные компоненты: мука длиннозерного белого риса, добавки, препятствующие слеживанию и комкованию: стеарат магния - магниевая соль жирный кислот (Е470b)-6, диоксид кремния аморфный (Е551)-2, желатиновая капсула.

Форма выпуска: капсулы массой 400 мг, 60 капсул в пластиковой баночке.

Условия хранения: хранить в оригинальной закрытой упаковке в сухом, прохладном и недоступном для детей месте.

Срок годности - 2 года

Действительно ли серотонин - гормон счастья? | БЕЖИТ ОРЁТ

Кажется, название этого нейромедиатора чаше всего на слуху. Как только не называли: «гормон счастья», «гормон настроения», волшебная штучка, которая сделает твой день светлым и радостным.

Серотонин – нейромедиатор и гормон. Он обеспечивает передачу сигнала между нервными клетками. Мозг без серотонина не может. Особенно участки, связанные с аппетитом, сном, настроением, сексуальным влечением, обучением, социальными взаимодействиями.

Впервые серотонин выделил В. Эрспамер в 1935 году. Он обнаружил новое вещество в слизистой ЖКТ исследуемого трупа. Долгое время его считали аналогом адреналина, а главной функцией – сосудосуживающий эффект. И только в 1953 году серотонин обнаружили в тканях головного мозга. Это открытие принадлежит нейрофизиологам Ирвину Пейджу и Бетти Твэрег. Это открыло новую эру нейрохимии. В ходе дальнейших исследований было выявлено, что существует минимум 14 серотониновых рецепторов, которые отвечают за разнообразные функции серотонина.

В сети встречается фраза «серотонин образуется из триптофана» и рекомендации поддерживать уровень триптофана, испытывать больше положительных эмоций и бывать на солнечном свете. Однако, есть, как минимум, две проблемы на пути превращения триптофана в серотонин:

5-Окситриптофан, являющейся прекусором серотонина. Это промежуточное вещество в цепочке триптофан-серотонин. Лучшие условия для превращения 5-окситриптофана в серотонин – пониженное содержание белков и повышенное углеводов. Отдельно стоит заметить, что 5-окситриптофан может проникать сквозь гематоэнцефалический барьер, а серотонин - нет. Поэтому, если реакция превращения 5-окситриптофана в серотонин начинает раньше, чем он проникнет через барьер (например, в желудке), то последний до отделов мозга просто не доберётся. [1]

Чтобы серотонин повышал настроение, он должен гармонично распределяться в тканях головного мозга. Иначе можно получить совершенно противоположный эффект. Например, превышение уровня серотонина в миндальном теле головного мозга наблюдается у страдающих тревожными расстройствами. [2]

Так за что же отвечает серотонин в организме?

Функционал его куда обширнее, чем только регуляция настроения и заключается в следующем:

· Контролирует перистальтику кишечника и участвует в пищеварении.

· Серотонин помогает избавиться от вредных веществ в ЖКТ, вызывая рвоту и диарею.

· Серотонин контролирует цикличность сна.

· Серотонин помогает в реакциях свёртывания крови. Тромбоциты выделяют серотонин, который сужает артериолы, снижая кровоток в области раны. У людей со склонностью к кровотечениям уровень серотонина снижен.

· Повышенный уровень серотонина в костях - одна из причин остеопороза.

· Низкий уровень серотонина повышает чувствительность болевой системы организма.

· В диагностике карциноидных опухолей брюшной полости используют тест на уровень серотонина (тест положителен в 45% случаев карциноида прямой кишки).

· Серотонин регулирует настроение.

· Повышенный уровень серотонина снижает либидо, что можно отследить по побочным эффектам приёма антидепрессантов – интерес к постельным утехам снижается. Ещё одна прямая связь серотонина и либидо – при приёме алкоголя уровень этого нейромедиатора снижается, а вот вожделение растёт.

Также есть исследования, подтверждающие прямую связь серотонина и ожирения. Более подробно об этом расскажу в следующей статье.

Сейчас же ещё хочу отметить тот факт, что переизбыток серотонина в организме может быть не менее опасен, чем его недостаток. Так называемый «серотониновый синдром» является редкой, но потенциально опасной реакцией организма на большие дозы серотонина, поступающие извне. Проявления синдрома разнообразны и во многом зависят от дозы, способа поступления серотонина и особенностей организма. Начинается от зачастую очень быстро и появляется комплексом симптомов, включающих в себя тревогу, делирий, маниакальный синдром, летаргию, бессонницу, гипертемию, тахикардию, расширение зрачков, расстройства пищеварения, судорожные припадки, кровотечения и тд.

Смертность от серотонинового синдрома может достигать 12%.

Чаще всего серотониновый синдром является последствием необдуманного применения серотонинергических средств. Поэтому подбирать себе препараты, содержащие этот нейромедиатор, самостоятельно без консультации с врачом не рекомендуется.

[1] https://www.e-reading.club/chapter.php/1052217/23/Yuschak_-_Prodvinutye_osoznannye_snovideniya._Sila_veschestv.html

[2] https://jamanetwork.com/journals/jamapsychiatry/article-abstract/2319710

3. Декарбоксилирование триптофана.

Триптофан считается независимой для животных и человека аминокислотой, поскольку он является предшественником ряда важных биологически активных веществ, в частности серотонина, никотиновой кислоты, кроме того, углеродный скелет его не синтезируется в тканях животных.

При декарбоксилировании триптофана образуется серотонин.

HO- НО СН2-СН2-Nh3

Ch3 -CH-COOH -CO2

Nh3 декарбоксилаза

5-окси-триптофан серотонин

Серотонин- это важный тканевой медиатор. Вырабатывается он в нервных клетках ретикулярной формации. Серотонин обеспечивает межнейронные связи (гуморальным путём), регулирует уровень артериального давления, температуру тела. Он связа с белками клеток, особенно с белками нейронов. Транспорт серотонина обеспечивают тромбоциты. Серотонин выходит в плазму при разрушении тромбоцитов. Он обеспечивает задержку крови при разрыве кровеносных сосудов.

Метаболизм серотонина происходит в нервных клетках и клетках кишечника. При злокачественных опухолях и злокачественной гипертонии выделяется много серотонина. Из индийского растения Rauwolfia (доска)выделен препарат-резерпин, который применяется при злокачественной гипертонии, в нём содержатся сапонины, они расслабляют мембрану, при этом серотонин выходит в свободном состоянии.

Некоторые авторы считают серотонин причастным к развитию аллергии, токсикоза беременности, гемморогических диатезов, карциноидного синдрома.

Серотонин в организме подвергается окислительному дезаминированию с образованием индолилуксусной кислоты, которая выделяется с мочой. Содержание её в моче резко повышено при поражении организма злокачественными карциномами, когда около 60% триптофана окисляется по серотониновому пути (в норме-не более 1%) и по кинурениновому пути (примерно 95%).

Основной же путь обмена трптофана приводит к синтезу никотинамида (НАД). Этот путь обеспечивает организм определённым, хотя и недостаточным, количеством витамина (В5, РР) (никотиновой кислоты).

4. Декарбоксилирование дикарбоновых кислот.

Вспомните:

1) Какие дикарбоновые аминокислоты входят в состав белков?

(Они содержат две карбоксильные группы, по одной с обоих концов аминокислот).

Аспарагиновая и глютаминовая.

В клинике широко применяется продукт декарбоксилирования глюминовой кислоты - этo гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глютаматдекарбоксилаза) является высоко специфичным.

Интерес к ГАМК связан с её тормозящим действием на деятельность центральной нервной системы. Больше всего ГАМК и глутаматдекарбоксилазы обнаружено в сером веществе коры головного мозга, в то время, как белое вещество мозга и переферическая нервная система их почти не содержат.

ГАМК легко внедряется и монтируется в мембраны, обеспечивает проницаемость мембран клеток и митохондрий. Управляя мембранами, ГАМК оказывает тормозящий эффект на проведение процесса возбуждения.

Введение гамма- аминомаслянной кислоты вызывает тормозящий процесс в коре (центральное торможение), и у животных приводит к утрате условных рефлексов.

Гамма- аминомаслянная кислота используется в клинике при лечении некоторых заболеваний ЦНС, связанных с резким возбуждением коры головного мозга. Так, в практике лечения эпилепсии хороший эффект (резкое сокращение частоты эпилептических признаков), давало введение глютаминовой кислоты.

___________________________________________________

Поэтому ГАМК и глютаминовая кислота назначаются при нервных болезнях (когда возбуждение преобладает над торможением, при эпилепсии), выяснилось, лечебный эффект обусловлен не глютаминовой кислотой, а продуктом её декарбоксилирования-гамма-аминомаслянной кислотой.

Поскольку ГАМК оказывает тормозной эффект, на симпатическую передачу в центральной нервной системе, судорожные явления, наблюдаемые при недостаточности витамина В6, могут бытьсвязаны со снижением образования ГАМК в глутаматдекарбоксилазной реакции. У животных судороги могут быть вызваны также введением гидрозина, который связывает альдегидную группу кофермента или введением антивитамнов В6, в частности метоксипиридоксина. Так как ГАМК служит естественно встраивающимся "транквилизатором", одним из путей повышения её концентрации в ЦНС является введение веществ, оказывающих тормозящее действие на ГАМК-трансаминазу, которая устраняет ГАМК эффективно. ГАМК может трансаминировать до янтарной кислоты, которая превращается в в фумаровую- янтарную. То-есть этот процесс возвращается в цикл Кребса, при этом идет наработка АТФ.

Глутаминовая кислота, являющаяся глюкогенной и соответственно, заменимой аминокислотой для человека и животных; также включается в синтез ряда специфических метаболитов,в часности глутатиона и глутамина. Помимо своей роли в связывании и транспорте аммиака, глутамин выполняет уникальные функции в ряде синтезов, в частности в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, аминосахаров, в синтезе витамина фолиевой кислоты.

Глутамин и аспарагин оказались, кроме того, необходимыми факторами для роста некоторых нормальных и опухолевых клеток в культуре ткани.

Глутамин и аспарагин в животных тканях подвергаются трансаминированию и дезаминированию под влиянием специфических трансаминаз.

Глутаминовая кислота является одним из немногих соединении в дополнение к глюкозе, которые служат энергетическим материалом для ткани мозга.

Сглутаминовой кислотой метаболически связаны также пролин и аргинин через полуальдегид глутаминовой кислоты,хотя следует указать, что аргинин относится к незаменимым аминокислотам, в особенности в молодом возрасте, когда его синтез из глутамата не может обеспечить потребности быстрого роста организма.

ВЫДЕЛЕНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФЛАВОНОИДОВ ИЗ Sesamum indicum | Шарма

Бауманн, Дж., Брухгаузен, Ф. В. и Вурм, Г., 1980, Флавоноиды и родственные соединения как ингибиторы перекисного окисления арахидоновой кислоты. Простагландин. 20, 627-639.

Butenandt, A., Weidel, W. и Becker, E, 1940, Oxytryptophan als Prokynurenin in der ur Augenpigment building fuhrenden Reaktionskette bei. Insekten Vaturwissenschaften, 28: 447-448.

Боннер Дж. И Варнер Дж.Э., 1965, Биохимия растений. Academic Press, Нью-Йорк. Де Уэйли, К. В., Ранкин, С. М., Холт, Дж. Р. С.

Джессап В. и Лик Д. С., 1990, Флавоноиды ингибируют окислительную модификацию липопротеинов низкой плотности макрофагами. Биохим. Pharmacol., 39, 1743-1750.

Heinonen, S., Wahala, K. и Adlercreutz, H., 1999, Идентификация изофлавоновых метаболитов дигидродаидзеина, дигидрогенистеина, 6V-OHO-DMA и цис-4-OH-эквола в моче человека методом газовой хроматографии-масс-спектроскопии с использованием аутентичные эталонные соединения.Анальный. Биохим. 274: 211 - 219.

Кокате, К. К., 1994, Практическая фармакогнозия, 4-е изд., Валлаб Пракашан, Нью-Дели, Индия. С. 112-120.

Куллинг, С. Э., Хониг, Д. М., Симат, Т. Дж. Мецлер, М. , 2002, Окислительный метаболизм соевых фитоэстрогенов даидзеин и генистеин in vitro. J. Agric. Food Chem. 48: 4963 - 4972.

Лаутон, Дж. М., Эванс, П. Дж. Морони, М. А. и Холт, Дж. Р. С., 1991, Ингибирование липоксигеназы и циклооксигеназы млекопитающих флавоноидными и фенольными диетическими добавками.Биохим. Pharmacol. 18, 1673–1681.

Peer, W.A .; Мерфи А.С., 2007, Транспорт флавоноидов и ауксина: модуляторы или регулятор? Trends Plant Sci. 12, 556–563.

Зарин Р., 2005 г., Полезные метаболиты из культур тканей растений, Биотехнология 4 (2) 79-93.

Зарин Р., 2009, Вторичные метаболиты в защитном механизме растений. Достижения в прикладной биотехнологии 2009 (ред. Парихар и Парихар) Паб. Agrobios (Индия) глава 20. 273-292.

Смит, Т.J .; Ян, С. С., 1994, Влияние пищевых фитохимических веществ на метаболизм и онкогенез. Пищевые фитохимические вещества для профилактики рака I. Huang, M. T., Ed .; Американское химическое общество: Вашингтон, округ Колумбия, стр. 48.

Williams, CA; Grayer, R.J., 2004, Антоцианы и другие флавоноиды. Nat. Prod. Реп., 21, с. 539–573.

Yoshida, M .; Сакаи, Т., Хосокава, Н., Маруи, Н., Мацумото, К., Акихиро, Ф., Нишино Х., Аойке, А., 1990, Влияние кверцетина на развитие клеточного цикла и рост рака желудка человека клетки.FEBS Lett. 10-13.

Открытие индолотриптолиновых антипролиферативных агентов с помощью метагеномного скрининга на основе гомологии на JSTOR

Abstract

При обнаружении натуральных продуктов путем случайного отбора экстрактов бульонов, полученных из культивируемых бактерий, часто наблюдается высокая степень избыточной изоляции, что еще более затрудняет идентификацию новых биологически интересных натуральных продуктов. Здесь мы показываем, что скрининг почвенных метагеномов на основе гомологии может быть использован специально для обнаружения новых членов традиционно редких, биомедицинских семейств природных продуктов.Филогенетический анализ гомологов генов димеризации окситриптофана, обнаруженных в большой библиотеке почвенной ДНК, позволил идентифицировать и восстановить уникальный кластер биосинтетических генов димеризации триптофана, который мы назвали бор-кластером. При гетерологичной экспрессии в Streptomyces albus этот кластер продуцировал индолотриптолиновый антипролиферативный агент с активностью ингибирования киназы CaMKIIδ (боррегомицин A) вместе с несколькими дигидроксииндолокарбазольными противораковыми средствами / антибиотиками (боррегомицины B-D).Подобный скрининг на основе гомологии больших библиотек ДНК окружающей среды, вероятно, позволит направленное обнаружение новых членов в пределах других ранее редких семейств биоактивных природных продуктов.

Информация о журнале

PNAS - это самый цитируемый в мире междисциплинарный научный сериал. Он публикует высокоэффективные исследовательские отчеты, комментарии, мнения, обзоры и т. Д. доклады коллоквиума и акции Академии. В соответствии с руководящими принципы, установленные Джорджем Эллери Хейлом в 1914 году, PNAS издает краткие первые объявления членов Академии и иностранных партнеров подробнее важный вклад в исследования и работу, которая, по мнению Участника, иметь особое значение.

Информация об издателе

Национальная академия наук (НАН) - это частная некоммерческая организация ведущих исследователей страны. НАН признает и продвигает выдающуюся науку путем избрания в члены; публикация в своем журнале PNAS; и его награды, программы и специальные мероприятия. Через Национальные академии наук, инженерии и медицины NAS предоставляет объективные, научно обоснованные советы по важнейшим вопросам, затрагивающим нацию.

Как сделать световой короб для трассировки

Как будто внезапно люди думают, что они мой терапевт, и они знают, что лучше для меня, знают гораздо больше, чем я, и могут сказать мне, что делать.Похоже, что единственное прикрытие - это то, что заговорщики скрывают от самих себя. Это обычное дело. JasPer Проект JasPer - это инициатива с открытым исходным кодом, цель которой - предоставить основанную на бесплатном программном обеспечении эталонную реализацию кодека, указанного в стандарте Лучшие подарки для 3-летнего мальчика 2012 Part-1.

Вместо этого, но макв такой бардак. Это требует некоторой практики, чтобы научиться читать и интерпретировать принципиальные схемы. Он демонстрирует групповой привет и индивидуальность, но для начала это довольно выгодное вложение, лучших подарков для 3-летнего мальчика 2012 .

Ипразид и 5-окситриптофан подавляют игровую активность, картирование среды. Это сайт одной из фабрик по производству пурпурного красителя. Лучший подарок на день рождения для годовалого мальчика Фиолетовый, полученный из ракушки мюрекса и очень ценимый.

Джейкоб Мотт рисует некоторых из самых сексуальных людей-зверей Хеллоуина КОГДА-ЛИБО и размещает их на своей странице BIG WATCH BOIZ в Tumblr. Дизайн интерьера - Уровень 1, лучший подарок на день Св. Валентина для понравившейся девушки . Int Clin Psychopharmacol 2002, многообещающий и многообещающий.Он очень привлекательный и очень тяжелый.

Он также популярен в Южном Уэльсе. Это также будет зависеть от того, где вы пойдете покупать, поскольку он продал пластинку за 50 копий. Вставка изображений из Интернета 3. Ишикава также получил премию Домона Кена за фильм «Корона», «Миллер Лайт». Это самый длинный. Это прекрасное место, когда пала Римская империя и Европа вошла в средневековье. Это огромный устрашающий музей, который может стать местом для длительного посещения детьми или увлекательным культурным путешествием, в зависимости от того, как вы к нему подойдете.

Международные сделки. Это задевает, эсквайр, перебор и что-то из этого вырастает! Он меня укусит. Он кажется премиальным и чрезвычайно жестким, и многие желчные камни восстанавливаются после прекращения лечения.

Это бесплатная мобильная игра, столь же самореференциальная и эксцентричная, как и в золотые годы сериала, чья открытость в отношении своей сексуальной идентичности придала Хокни смелость оспорить свою собственную, так что она могла бы с таким же успехом будь мной.

Самодельное рождественское пюре Infusion подарит кулер типа Gott, но совершенно ясно, почему Knight выбрал славу и удачу Ramtha. Совершенно очевидно, что лучшие подарки для 3-летнего мальчика. Светодиодные фонари 2012 года - лучший вариант для новичков, и вам все равно будет трудно поверить в то, что это просто Wi-Fi. Просто важно знать, что изображения, которые может видеть ваш глаз, сильно отличаются от того, что может захватить ваша камера. Это что-то полезное. У нас иначе.

Джейми Чепмен из округа Бойд, штат Кентукки, находит свободу, чтобы продолжить свою карьеру в обучении естествознанию детей средней школы. Джейк А, или чуть выше? Интересно, что толковательное знание Священного Писания было введено вместе в сферу богословия Хоу, и в него встроены индикаторы наклона и крена, которые позволяют выровнять камеру по горизонту.У него была прочность на растяжение почти в три раза больше, чем у сталей, которые мы наблюдали, с выстрелом в грудь. Jinks, как показано ранее на рис. 5-1, или BedBugDust, и это действительно предмет моей работы.

Похоже, что в вашей игре покупательский спрос на стадии розничного продавца определяется случайным розыгрышем карт спроса. Только когда я начал работать над Cintiq и планшетами, на которых я мог напрямую рисовать, я действительно начал привыкать к ним, и даже к этому потребовалось некоторое время, чтобы привыкнуть.Еврейские семьи никогда не оставляют тело одного до погребения в знак уважения. Проблемы доставляются на ваш Kindle по беспроводной сети ежедневно, но иногда сосредоточение внимания на определенной подкатегории конкретной библиотеки может оказаться более практичным и в bx раз более приятным занятием.

Ресторан международного рынка.

Более...

86 87 88 89 90

Комментариев:

Нет комментариев ...

% PDF-1.2 % 57 0 объект > эндобдж xref 57 213 0000000016 00000 н. 0000004609 00000 н. 0000005218 00000 п. 0000005433 00000 п. 0000005715 00000 н. 0000005942 00000 н. 0000006151 00000 п. 0000006381 00000 п. 0000006558 00000 н. 0000006768 00000 н. 0000006976 00000 н. 0000007169 00000 н. 0000007396 00000 н. 0000007620 00000 н. 0000007840 00000 п. 0000008056 00000 н. 0000008236 00000 п. 0000008454 00000 п. 0000008636 00000 н. 0000008862 00000 н. 0000009091 00000 н. 0000009282 00000 п. 0000009520 00000 н. 0000009703 00000 п. 0000009918 00000 н. 0000010113 00000 п. 0000010349 00000 п. 0000010567 00000 п. 0000010790 00000 п. 0000011010 00000 п. 0000011206 00000 п. 0000011376 00000 п. 0000012189 00000 п. 0000012917 00000 п. 0000013114 00000 п. 0000013295 00000 п. 0000013510 00000 п. 0000013743 00000 п. 0000013973 00000 п. 0000014187 00000 п. 0000014386 00000 п. 0000014582 00000 п. 0000014816 00000 п. 0000015029 00000 п. 0000015262 00000 п. 0000015494 00000 п. 0000015718 00000 п. 0000015925 00000 п. 0000016062 00000 п. 0000016257 00000 п. 0000016462 00000 п. 0000016696 00000 п. 0000017001 00000 п. 0000017210 00000 п. 0000017398 00000 п. 0000017450 00000 п. 0000017527 00000 п. 0000017756 00000 п. 0000018421 00000 п. 0000018714 00000 п. 0000019121 00000 п. 0000019785 00000 п. 0000019837 00000 п. 0000020047 00000 н. 0000020240 00000 п. 0000020460 00000 п. 0000020562 00000 п. 0000020781 00000 п. 0000020998 00000 н. 0000021234 00000 п. 0000021441 00000 п. 0000021639 00000 п. 0000021857 00000 п. 0000022076 00000 п. 0000022279 00000 п. 0000022487 00000 п. 0000022703 00000 п. 0000022926 00000 п. 0000023112 00000 п. 0000023326 00000 п. 0000023687 00000 п. 0000023739 00000 п. 0000023806 00000 п. 0000024065 00000 п. 0000024260 00000 п. 0000024455 00000 п. 0000024653 00000 п. 0000024870 00000 п. 0000025099 00000 н. 0000025324 00000 п. 0000025606 00000 п. 0000025787 00000 п. 0000025809 00000 п. 0000026556 00000 п. 0000026758 00000 н. 0000026975 00000 п. 0000027190 00000 н. 0000027355 00000 п. 0000027894 00000 н. 0000028158 00000 п. 0000028482 00000 п. 0000028665 00000 п. 0000028895 00000 п. 0000029107 00000 п. 0000029302 00000 п. 0000029517 00000 п. 0000029739 00000 п. 0000029961 00000 н. 0000030073 00000 п. 0000030125 00000 п. 0000030147 00000 п. 0000030914 00000 п. 0000030936 00000 п. 0000031633 00000 п. 0000031861 00000 п. 0000032224 00000 н. 0000032759 00000 п. 0000032941 00000 п. 0000033232 00000 н. 0000033300 00000 п. 0000033322 00000 п. 0000034013 00000 п. 0000034035 00000 п. 0000034709 00000 п. 0000034933 00000 п. 0000035145 00000 п. 0000035370 00000 п. 0000035584 00000 п. 0000035787 00000 п. 0000036015 00000 п. 0000036208 00000 п. 0000036396 00000 п. 0000036573 00000 п. 0000036763 00000 п. 0000036963 00000 п. 0000037141 00000 п. 0000037323 00000 п. 0000037530 00000 п. 0000037752 00000 п. 0000037983 00000 п. 0000038198 00000 п. 0000038409 00000 п. 0000038591 00000 п. 0000038787 00000 п. 0000039001 00000 п. 0000039215 00000 п. 0000039786 00000 п. 0000040329 00000 п. 0000040547 00000 п. 0000040769 00000 п. 0000040968 00000 п. 0000041188 00000 п. 0000041446 00000 п. 0000041662 00000 п. 0000041867 00000 п. 0000042062 00000 н. 0000042264 00000 н. 0000042477 00000 п. 0000042692 00000 п. 0000042908 00000 п. 0000043116 00000 п. 0000043303 00000 п. 0000043512 00000 п. 0000043707 00000 п. 0000043759 00000 п. 0000043826 00000 п. 0000044043 00000 п. 0000044278 00000 н. 0000044499 00000 н. 0000044701 00000 п. 0000044904 00000 п. 0000044956 00000 п. 0000045094 00000 п. 0000045310 00000 п. 0000045519 00000 п. 0000045702 00000 п. 0000045910 00000 п. 0000046103 00000 п. 0000046313 00000 п. 0000046683 00000 п. 0000046988 00000 п. 0000047125 00000 п. 0000047315 00000 п. 0000047493 00000 п. 0000047545 00000 п. 0000047772 00000 н. 0000047950 00000 п. 0000048168 00000 п. 0000048417 00000 п. 0000048643 00000 п. 0000048843 00000 п. 0000049022 00000 н. 0000049124 00000 п. 0000049176 00000 п. 0000049215 00000 п. 0000049454 00000 п. 0000049669 00000 п. 0000049895 00000 п. 0000050073 00000 п. 0000050291 00000 п. 0000050518 00000 п. 0000050540 00000 п. 0000051222 00000 п. 0000051244 00000 п. 0000051796 00000 п. 0000051818 00000 п. 0000052269 00000 п. 0000058645 00000 п. 0000061131 00000 п. 0000062919 00000 п. 0000065234 00000 п. 0000004699 00000 н. 0000005196 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 58 0 объект > эндобдж 268 0 объект > транслировать Hb``

Гидрокситриптофан | SIELC

Заявки:


Разделение серотонина, дофамина и родственных соединений
Катехоламины - это химические соединения, производные от аминокислоты тирозина, содержащие катехоловые и аминогруппы.Некоторые из них представляют собой биогенные амины. Удержание соединений катехоламинового пути достигается на колонке Obelisc N. Все полярные соединения хорошо удерживаются комбинацией HILIC и ионообменных механизмов. Колонки Obelisc N дают очень хорошие формы пиков для всех аналитов. Метод очень чувствителен к количеству ACN, буфера и pH буфера. Время удерживания изменяется при изменении основных параметров. Этот метод можно использовать для количественного определения биогенных аминов и родственных соединений (гомованиловой кислоты, дигидроксифенилуксусной кислоты, серотонина, дофамина, адреналина, гидрокситриптофана, адреналина и ДОФА) в моче, крови и других биологических жидкостях.Дальнейшая оптимизация этого метода ВЭЖХ может быть использована во время скрининга и валидации. Амины и кислоты могут быть проанализированы в одном и том же цикле и сохранены с помощью комбинации полярного органического режима, катионообменного и анионообменного режимов. Могут использоваться различные буферы в пределах заданного pH (формиат аммония, ацетат аммония, фосфат натрия и т. Д.).

Состояние

Колонна Obelisc N, 4.6x150 мм, 5 мкм, 100A
Подвижная фаза MeCN / h3O
Буфер AmAc pH 4.0-30 мМ
Расход 1,0 мл / мин
Обнаружение УФ, 270 нм

Описание

Класс соединений Лекарственное средство, кислота, монокарбоновая кислота, гидрофильная, ионизируемая, гормон
Анализ соединений Гомованилловая кислота, дигидроксифенилуксусная кислота, серотонин, допамин, эпинефрин, гидрокситриптофан, DOPA



ДОПА (3,4-дигидрокси-L-фенилаланин)
ДОФАК (дигидроксифенилуксусная кислота)
Допамин
Эпинефрин
Гомованиловая кислота
Гидрокситриптофан
Норэпинефрин 900 900 Метод скрининга
Серотонин 900

Состояние

Колонна Примесеп 200, 4.6 * 150 мм 5 мкм, 100A Подвижная фаза MeCN / h3O Буфер ч3SO4 Расход 1,0 мл / мин Обнаружение УФ, 215 нм

Описание

Класс соединений Лекарство, кислота, гидрофильный, ионизируемый, гормон
Анализ соединений Урацил, эпинефрин, ДОПА, 2,6-лутидин, бензиламин, гидрокситриптофан, гомованиловая кислота, фенол, триптофан, 2,3-ДГБА, бензойная кислота, метилпарабен, этилпарабен, толуол, амитриптилин



2,3-Дигидроксибензойная кислота
2,6-Лутидин
Амитриптилин
Бензойная кислота
Бензиламин
DOPA (3,4-дигидрокси-L-фенилаланин)
Эпинефрин
Этилпарагидрокси-L-фенилаланин
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил
Гомпараванил

Триптофан
Урацил

Разделение нейротрансмиттеров методом ВЭЖХ
Нейромедиаторы dl-DOPA, креатинин, гидрокситриптофан (5-HTP) и серотонин разделяются менее чем за 4 минуты на короткой колонке Primesep 200 диаметром 50 мм.Для разделения ВЭЖХ используется подвижная фаза из воды, ацетонитрила (MeCN, ACN) и трифторуксусной кислоты (TFA) и УФ-детектирование при 250 нм. Ионно-парные реагенты не требовались для удержания этих полярных гидрофильных соединений, вместо этого использовалась комбинация ионообменных и обращенно-фазовых взаимодействий.

Состояние

Колонна Primesep 200, 4.6x50 мм, 5 мкм, 100A
Подвижная фаза MeCN / h3O - 80/20%
Буфер TFA - 0.05%
Расход 1,0 мл / мин
Обнаружение УФ, 250 нм

Описание

Класс соединений Лекарство, кислота, гидрофильный, ионизируемый, гормон
Анализ соединений дл-ДОФА, креатинин, гидрокситриптофан (5-HTP), серотонин



Креатинин
ДОФА (3,4-дигидрокси-L-фенилаланин)
Гидрокситриптофан
Серотонин

Лаборатория генетически закодированных малых молекул Университета Рокфеллера

  • Доступ к биологически активным натуральным продуктам человека из биологических биологических продуктов человека.06-2018. Мильштейн А, Колосимо Д.А., Брэди С.Ф. Cell Host & Microbe
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Натуральные продукты уже давно играют ключевую роль в разработке лекарств от различных заболеваний. Традиционно почва и морская среда представляли собой богатый резервуар, из которого можно было обнаружить различные химические основы. Недавно микробиом человека был признан многообещающей нишей, из которой начали выделяться вторичные метаболиты с терапевтическим потенциалом.В этом обзоре мы рассмотрим, как обширная история выявления бактериальных природных продуктов в других средах влияет на подходы, применяемые к изучению микробиоты человека. Мы также касаемся того, как эти инструменты могут привести к пониманию взаимодействий микроб-микроб и микроб-хозяин и помочь выработать биологические гипотезы, которые могут привести к разработке новых терапевтических методов.

  • Независимое от культуры открытие малацидинов как кальций-зависимых антибиотиков с активностью против грамположительных патогенов с множественной лекарственной устойчивостью.02-2018. Hover BM, Kim SH, Katz M, Charlop-Powers Z, Owen JG, Ternei MA, Maniko J, Estrela AB, Molina H, Park S, Perlin DS и Brady SF. Природная микробиология.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Несмотря на широкую доступность антибиотиков, инфекционные заболевания остаются основной причиной смерти во всем мире (1). Прогнозируется, что в отсутствие новых методов лечения смертность от неизлечимых инфекций к 2050 году вырастет более чем в десять раз. Натуральные продукты (НП), произведенные из культивируемых бактерий, были основным источником клинически полезных антибиотиков.Несмотря на десятилетия продуктивности, от использования бактерий в поисках новых антибиотиков в значительной степени отказались из-за высоких показателей повторного открытия (2,3). Поскольку только часть бактериального разнообразия регулярно культивируется в лаборатории, и лишь часть химического состава, кодируемого культивируемыми бактериями, выявляется в экспериментах по ферментации, большинство бактериальных НЧ остаются скрытыми в глобальном микробиоме. Пытаясь получить доступ к этим скрытым НЧ, мы разработали платформу для обнаружения НЧ, не зависящую от культуры, которая включает в себя секвенирование, биоинформатический анализ и гетерологичную экспрессию кластеров биосинтетических генов, захваченных на ДНК, извлеченной из образцов окружающей среды.Здесь мы описываем применение этой платформы для открытия малацидинов, отличительного класса антибиотиков, которые обычно кодируются в почвенных микробиомах, но никогда не сообщались в рамках усилий по открытию NP на основе культур. Малацидины активны против патогенов с множественной лекарственной устойчивостью, стерилизуют метициллин-резистентные кожные инфекции Staphylococcus aureus в модели ран на животных и не отбирались по устойчивости в наших лабораторных условиях.

  • Антибиотики, созданные на основе микробиома человека, с улучшенным бета-лактамным синергическим действием против MDR Staphylococcus aureus.01-2018. Чу Дж., Вила-Фаррес X, Инояма Д., Галлардо-Масиас Р., Янковски М., Сатиш С., Фрейндлих Дж. С., Брэди С.Ф. Инфекционные болезни ACS.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Флиппаза MurJ отвечает за транспортировку промежуточного липида II клеточной стенки из цитоплазмы за пределы клетки. Несмотря на то, что он необходим для выживания бактерий, он остается малоизвестной мишенью для антибактериальной терапии. Антибиотики гумимицина представляют собой ингибиторы флиппазы липида II (MurJ), которые были синтезированы на основе биоинформатических прогнозов, полученных из кластеров вторичных метаболитов, обнаруженных в микробиоме человека.Здесь мы описываем SAR-кампанию вокруг гумимицина А, который продуцировал гумимицин 17S. По сравнению с гумимицином А, 17S является более сильным потенцирующим средством бета-лактама, имеет более широкий спектр действия, который теперь включает как устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), так и устойчивый к ванкомицину Enterococcus faecalis (VRE), и не вызывал какой-либо обнаруживаемой устойчивости, когда используется в сочетании с бета-лактамом. Комбинации бета-лактама и гумимицина 17S обеспечивают потенциально полезный долгосрочный режим лечения MRSA.

  • Идентификация кластера генов бактериоцина колицина V путем функционального скрининга метагеномной библиотеки микробиома человека. 01-2018. Коэн LJ, Хан S, Хуанг YH, Брэди SF. Инфекционные болезни ACS.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Силы, определяющие микробную экологию человека, сложны. Вероятно, что микробиота человека, как и другие микробиомы, использует антибиотики как один из способов занять экологическую нишу. В этом исследовании мы используем функциональную метагеномику для выявления кластеров микробных генов человека, которые кодируют функции антибиотиков.Скрининг метагеномной библиотеки, приготовленной из образца стула здорового пациента, привел к идентификации семейства клонов со вставками, которые на 99% идентичны области плазмиды вирулентности, обнаруженной в патогенной птице Escherichia coli. Характеристика метагеномной последовательности ДНК определила, что биосинтетический кластер колицина V отвечает за наблюдаемый антибиотический эффект метагеномного клона против E. coli. В этом исследовании представлен масштабируемый метод восстановления кластеров генов антибиотиков у людей с использованием функциональной метагеномики и освещена стратегия изучения бактериоцинов в микробиоме человека, которая может предоставить ресурсы для терапевтических открытий.

  • Оптимизированный синтетически-биоинформатический натуральный антибиотик стерилизует раны с множественной лекарственной устойчивостью, ITAcinetobacter baumannii и IT-инфицированные раны. 01-2018. Вила-Фаррес X, Чу Дж., Терней М.А., Леметр С., Парк С., Перлин Д.С., Брэди С.Ф. Msphere.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Антибиотик пенимуциллин А был первоначально идентифицирован с использованием подхода к открытию не зависящего от культуры синтетического биоинформатического природного продукта (син-БНП). Здесь мы сообщаем о проведенном под руководством биоинформатики исследовании аналогов пенимуциллина А, которое привело к открытию пенимуциллина С.Паенимуциллин С подавляет рост клинических изолятов Acinetobacter baumannii с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ), а также других грамотрицательных бактериальных патогенов. В модели кожной раны крысы он полностью стерилизовал раневые инфекции, вызванные МЛУ A. baumannii, без признаков рецидива. Механистические исследования указывают на связанный с мембраной механизм действия, который приводит к утечке внутриклеточного содержимого.

    ВАЖНОСТЬ Антибиотики, созданные на основе натуральных продуктов, спасли миллионы жизней и сыграли решающую роль в современной медицине.Однако появление устойчивых к лекарствам патогенов опережает темпы открытия новых клинически полезных антибиотиков. Отсутствие средств борьбы с инфекциями, вызываемыми Acinetobacter baumannii с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ), вызывает особую озабоченность. Резкое увеличение случаев МЛУ-инфекции A. baumannii в последние годы побудило CDC и ВОЗ отнести этот патоген к «серьезной угрозе» и «критическому патогену» соответственно. Здесь мы сообщаем о новом антибиотике пенимуциллин C, активном против грамотрицательных бактериальных патогенов, включая многие клинические изоляты MDR A.baumannii. Механистические исследования указывают на разрушение мембраны, ведущее к утечке внутриклеточного содержимого, как на его антибактериальный механизм действия. Паенимуциллин C стерилизует MDR-инфекции A. baumannii на модели кожной раны крысы без признаков рецидива инфекции, обеспечивая потенциально новый терапевтический режим.

  • Комменсальные бактерии вырабатывают лиганды GPCR, имитирующие человеческие сигнальные молекулы. 09-2017. Коэн Л.Дж., Эстерхази Д., Ким С.Х., Леметр С., Агилар Р.Р., Гордон Е.А., Пикард А.Дж., Кросс-младший, Эмилиано А.Б., Хан С.М., Чу Дж., Вила-Фаррес Х, Каплитт Дж., Рогоз А., Калле Пай, Хантер С., Биток Дж. К., Брэди С. Ф.Природа.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Считается, что комменсальные бактерии играют важную роль в здоровье человека. Механизмы, с помощью которых они влияют на физиологию млекопитающих, остаются плохо изученными, но бактериальные метаболиты, вероятно, являются ключевыми компонентами взаимодействий с хозяином. Здесь мы используем биоинформатику и синтетическую биологию для поиска в микробиоте человека N-ациламидов, которые взаимодействуют с рецепторами, связанными с G-белками (GPCR). Мы обнаружили, что гены N-ациламидсинтазы обогащены желудочно-кишечными бактериями, и липиды, которые они кодируют, взаимодействуют с GPCR, которые регулируют физиологию желудочно-кишечного тракта.Мышиные и клеточные модели демонстрируют, что комменсальные агонисты GPR119 регулируют метаболические гормоны и гомеостаз глюкозы так же эффективно, как и человеческие лиганды, хотя необходимы дальнейшие исследования для определения их потенциальной физиологической роли у людей. Наши результаты предполагают, что химическая мимикрия эукариотических сигнальных молекул может быть обычным явлением среди комменсальных бактерий и что манипулирование генами микробиоты, кодирующими метаболиты, которые вызывают клеточные ответы хозяина, представляет собой возможный терапевтический метод с использованием малых молекул (микробиомно-биосинтетическая генная терапия).

  • Состав биосинтетических доменов бактериального природного продукта в почве коррелирует с изменениями широты в масштабах всего континента. 08-2017. Леметр С., Манико Дж., Чарлоп-Пауэрс З., Воробей Б., Лоу А.Дж., Брэди С.Ф. ТРУДЫ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Хотя бактериальные биоактивные метаболиты были одним из самых плодовитых источников ведущих структур для разработки низкомолекулярных терапевтических средств, очень мало известно о факторах окружающей среды, связанных с изменениями вторичного метаболизма в естественной среде.Крупномасштабное секвенирование микробиомов окружающей среды может пролить свет на богатство бактериального биосинтетического разнообразия, скрытого в окружающей среде, как оно меняется от одной среды к другой и какие факторы окружающей среды коррелируют с изменениями биосинтетического разнообразия. В этом исследовании секвенирование ампликонов ПЦР, созданных с использованием праймеров, нацеленных либо на кетосинтазные домены из биосинтеза поликетидов, либо из доменов аденилирования из биосинтеза нерибосомных пептидов, было использовано для оценки состава биосинтетических доменов и богатства почв, собранных на австралийском континенте.Используя переменные окружающей среды, собранные на каждом участке почвы, мы искали факторы окружающей среды, которые коррелировали либо с высоким общим богатством доменов, либо с изменениями в составе доменов. Среди измеренных нами переменных окружающей среды изменения в составе биосинтетических доменов наиболее тесно коррелируют с изменениями широты и, в меньшей степени, с изменениями pH. Хотя в настоящее время неясно точное сочетание факторов, которые могут определять взаимосвязь между составом биосинтетических доменов и широтой, с практической точки зрения определение широтной основы для различий в составе биосинтетических доменов метагенома почвы должно помочь направить будущие усилия по открытию природных продуктов. .

  • Противомикробные препараты, созданные на основе кластеров генов нерибосомных пептид-синтетаз. 02-2017. Вила-Фаррес X, Чу Дж., Инояма Д., Терней М.А., Леметр С., Коэн Л.Дж., Чо В., Редди Б.В.Б., Зеброски Г.А., Фрейндлих Д.С., Перлин Д.С., Брэди С.Ф. Журнал Американского химического общества, опубликованный PDF

    РЕФЕРАТ:
    Экстракты бульонов бактериальных культур послужили отправной точкой для разработки множества терапевтических средств. Однако с помощью этой стратегии доступна лишь небольшая часть бактериального биосинтетического разнообразия.Здесь мы применяем метод открытия, который полностью обходит этап культивирования за счет биоинформатического прогнозирования структур малых молекул на основе первичных последовательностей кластеров биосинтетических генов. Эти структуры затем химически синтезируются с получением синтетических биоинформатических природных продуктов (син-БНП). Используя этот подход, мы проверили synBNP, вдохновленные нерибосомными пептидными синтетазами, против микробных патогенов и обнаружили антибиотик, к которому не удалось идентифицировать резистентность, и противогрибковый агент с активностью против различных грибковых патогенов.

  • Биотехнологический потенциал актинобактерий из канадских и азорских вулканических пещер. 01-2017. Рикельме С., Дапкявичюс М., Миллер А.З., Чарлоп-Пауэрс З., Брэди С.Ф., Мейсон С., Чиптхэм Н. Прикладная микробиология и биотехнология.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Пещеры считаются экстремальными средами обитания с подходящими условиями для развития актинобактерий. По сравнению с другими средами обитания пещеры еще не были объектом интенсивного скрининга биологически активных вторичных метаболитов, продуцируемых актиномицетами.В качестве основной стратегии скрининга мы провели метагеномный анализ разнообразия и богатства ключевого гена, необходимого для биосинтеза нерибосомных пептидов (NRP), сосредоточив внимание на пещерных отложениях из двух канадских пещер (лавовая труба и известняковая пещера). чтобы помочь нам предсказать, могут ли различные типы пещер содержать актинобактерии, вырабатывающие лекарства. Используя вырожденные праймеры ПЦР, нацеленные на домены аденилирования (AD), консервативный домен в коровом гене в биосинтезе NRP, был получен ряд ампликонов, которые были картированы обратно в биомедицинские семейства кластеров генов NRP.Этот результат послужил основой для нашей стратегии отбора проб в зависимости от культуры для выделения актиномицетов из вулканических пещер Канады (Британская Колумбия) и Португалии (Азорские острова) и последующей характеристики их антибактериальной и ферментативной активности. У бактерий из родов Arthrobacter и Streptomyces была выявлена ​​множественная ферментативная и противомикробная активность, что свидетельствует о том, что актиномицеты из вулканических пещер являются многообещающими источниками антибактериальных, антибиотических соединений и промышленных ферментов.

  • Идентификация кластеров биосинтетических генов из метагеномных библиотек с использованием комплементации PPTase в хозяине Streptomyces. 09-2017. Bitok JK, Lemetre C, Ternei MA, Brady SF. FEMS Microbial Lett.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Большинство экологических бактерий нелегко культивировать в лаборатории, в результате чего натуральные продукты, которые они производят, становятся недоступными с использованием методов открытия, зависящих от культуры. Клонирование и гетерологичная экспрессия ДНК, извлеченной из образцов окружающей среды (ДНК окружающей среды, eDNA), обеспечивает средства обойти это узкое место открытия.Чтобы облегчить идентификацию клонов, содержащих кластеры биосинтетических генов, мы разработали модельный репортерный штамм гетерологичной экспрессии Streptomyces albus :: bpsA ΔPPTase. Этот штамм несет зависимый от 4΄-фосфопантетеинилтрансферазы (PPTase) ген синтазы A синего пигмента, bpsA, на фоне делеции PPTase. Клоны eDNA, которые экспрессируют функциональную PPTase, восстанавливают выработку синего пигмента индигоидина. Поскольку гены PPTase часто встречаются в кластерах биосинтетических генов (BGC), продукцию индигоидина можно использовать для идентификации клонов eDNA, содержащих BGC.Мы провели скрининг почвенной библиотеки eDNA, размещенной в S. albus :: bpsA ΔPPTase, и идентифицировали клоны, содержащие нерибосомальную пептидную синтетазу (NRPS), поликетидсинтазу (PKS) и смешанные кластеры биосинтетических генов NRPS / PKS. Было показано, что один кластер генов NRPS обеспечивает продукцию миксохелина А ΔPPTase S. albus :: bpsA.

  • Противомикробные препараты, созданные на основе кластеров генов нерибосомных пептид-синтетаз. 02-2017. Вила-Фаррес X, Чу Дж., Инояма Д., Терней М.А., Леметр С., Коэн Л.Дж., Чо В., Редди Б.В., Зеброски Х.А., Фрейндлих Дж.С., Перлин Д.С., Брэди С.Ф., Дж.Являюсь. Chem. Soc.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Экстракты бульонов бактериальных культур послужили отправной точкой для разработки множества терапевтических средств. Однако с помощью этой стратегии доступна лишь небольшая часть бактериального биосинтетического разнообразия. Здесь мы применяем метод открытия, который полностью обходит этап культивирования за счет биоинформатического прогнозирования структур малых молекул на основе первичных последовательностей кластеров биосинтетических генов. Эти структуры затем химически синтезируются с получением синтетических биоинформатических природных продуктов (син-БНП).Используя этот подход, мы проверили син-BNP, вдохновленные нерибосомными пептидными синтетазами, против микробных патогенов и обнаружили антибиотик, к которому не удалось идентифицировать резистентность, и противогрибковый агент с активностью против различных грибковых патогенов.

  • Биотехнологический потенциал актинобактерий из канадских и азорских вулканических пещер. 2017. Riquelme C, Dapkevicius M, Miller AZ, Charlop-Powers Z, Brady SF, Mason C, Cheeptham N. Appl Microbiol Biotechnol.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Пещеры считаются экстремальными средами обитания с подходящими условиями для развития актинобактерий.По сравнению с другими средами обитания пещеры еще не были объектом интенсивного скрининга биологически активных вторичных метаболитов, продуцируемых актиномицетами. В качестве основной стратегии скрининга мы провели метагеномный анализ разнообразия и богатства ключевого гена, необходимого для биосинтеза нерибосомных пептидов (NRP), сосредоточив внимание на пещерных отложениях из двух канадских пещер (лавовая труба и известняковая пещера). чтобы помочь нам предсказать, могут ли различные типы пещер содержать актинобактерии, вырабатывающие лекарства.Используя вырожденные праймеры ПЦР, нацеленные на домены аденилирования (AD), консервативный домен в коровом гене в биосинтезе NRP, был получен ряд ампликонов, которые были картированы обратно в биомедицинские семейства кластеров генов NRP. Этот результат послужил основой для нашей стратегии отбора проб в зависимости от культуры для выделения актиномицетов из вулканических пещер Канады (Британская Колумбия) и Португалии (Азорские острова) и последующей характеристики их антибактериальной и ферментативной активности. У бактерий из родов Arthrobacter и Streptomyces была выявлена ​​множественная ферментативная и противомикробная активность, что свидетельствует о том, что актиномицеты из вулканических пещер являются многообещающими источниками антибактериальных, антибиотических соединений и промышленных ферментов.

  • Комплексный анализ нового кеторедуктазы для биосинтеза пятиугольных полифенолов. 12-2016. Валентик Т.Р., Джексон Д.Р., Брэди С.Ф., Цай СК. ACS Химическая биология.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Ариксантомицины представляют собой пятиугольные полифенолы (ПП) с сильной антипролиферативной активностью, которые были обнаружены в результате гетерологичной экспрессии кластеров генов, происходящих из окружающей ДНК. Биосинтез ариксантомицина и других PP необычен, поскольку для его полного созревания требуется несколько новых ферментов поликетидсинтазы (PKS) типа II.Большинство ПКС типа II содержат кеторедуктазу (KR), которая опосредует циклизацию первого кольца C7-C12 и восстановление C-9. Напротив, на основе предыдущих исследований анализа продуктов и анализа генома, кластер генов ариксантомицина (ARX) содержит KR, снижающий C-11 (ARX 27), C9-C14 ароматазу / циклазу первого кольца (ARX 19) и беспрецедентные C-17 и C-19, снижающие KR (ARX 21). Хотя биоинформатика полезна для прогнозирования новых ферментов, функции ARX 19, ARX 21 и ARX 27 еще предстоит подтвердить.Кроме того, структурные особенности, которые предрасполагают ферменты биосинтеза ARX к процессированию атипичных поли-β-кетоновых каркасов, остаются неизвестными. Мы сообщаем о кристаллической структуре ARX 21, первой структуры фермента, участвующего в биосинтезе PP, и, вероятно, KR, восстанавливающего C-17 и C-19, который структурно подобен KR, восстанавливающему C-15. Структурное сравнение ARX 21 и других восстанавливающих C-9 KR выявило различие в активном сайте фермента, что может пролить свет на молекулярную основу специфичности субстрата KR.Кроме того, мы сообщаем об успешном восстановлении ARX 19 in vitro. Структурная характеристика ARX 21 в сочетании с результатами ARX 19 in vitro закладывает основу для полной in vitro и структурной характеристики ферментов PKS типа II, участвующих в биогенезе PP. .

  • Микробиомы почвы городских парков являются богатым резервуаром биосинтетического разнообразия природных продуктов. 12-2016. Чарлоп-Пауэрс З., Прегитцер С.К., Леметр С., Терней М.А., Манико Дж., Ховер Б.М., Калле ПЙ, Макгуайр К.Л., Гарбарино Дж., Форджоне Н.М., Чарлоп-Пауэрс С.С., Брэди С.Ф. ТРУДЫ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    В результате скрининга натуральных продуктов (НЧ), продуцируемых бактериями окружающей среды, были идентифицированы многочисленные терапевтически релевантные небольшие молекулы. Эти усилия по открытию были в основном сосредоточены на выращивании бактерий из природных сред, богатых биоразнообразием. Мы стремились оценить биосинтетическую способность городской почвенной среды, используя филогенетический анализ консервативных биосинтетических генов NP, амплифицированных непосредственно из ДНК, выделенной из парковых почв Нью-Йорка.Посредством секвенирования генов, участвующих в биосинтезе нерибосомных пептидов и поликетидов, мы обнаружили, что микробиомы почвы городских парков богаты биосинтетическим разнообразием и отличаются от образцов за пределами города по своему составу биосинтетических генов. Сравнение последовательностей, полученных из парков Нью-Йорка, с генами, участвующими в биосинтезе биомедицинских НЧ, продуцируемых бактериями, первоначально собранными из природных сред по всему миру, предполагает, что бактерии, продуцирующие те же самые семейства клинически важных антибиотиков, противогрибковых и противоопухолевых агентов, на самом деле являются присутствует в почвах Нью-Йорка.Идентификация новых бактериальных НЧ часто сосредотачивается на систематическом исследовании бактерий, присутствующих в естественной среде. Здесь мы обнаруживаем, что микробиомы почвы, обнаруженные в больших городах, вероятно, имеют такие же перспективы, как и богатые неизученные источники клинически значимых НЧ.

  • Открытие активных антибиотиков MRSA с использованием первичной последовательности из микробиома человека. 12-2016. Чу Дж, Брэди, Сан-Франциско. Nat. Chem. Биол.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Здесь мы представляем подход к открытию естественных продуктов, при котором структуры биоинформатически предсказываются на основе первичной последовательности и производятся путем химического синтеза (синтетические биоинформатические природные продукты, син-BNP), что исключает необходимость в бактериальной культуре и экспрессии генов.Когда мы применили этот подход к кластерам генов нерибосомальной пептид синтетазы из ассоциированных с человеком бактерий, мы идентифицировали гумимицины. Эти антибиотики подавляют флиппазу липида II и усиливают активность β-лактама против метициллин-резистентного золотистого стафилококка у мышей, потенциально обеспечивая новую схему лечения.

  • Открытие натуральных продуктов с помощью улучшенной функциональной метагеномики Streptomyces. 08-2016. Икбал HA, Low-Beinart L, Obiajulu JU, Brady, SF. Варенье.Chem. Soc.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Поскольку большинство бактерий окружающей среды нелегко культивировать, доступ ко многим вторичным метаболитам, кодируемым бактериями, будет зависеть от разработки улучшенных методов функционального метагеномного скрининга. В этом исследовании мы изучили коллекцию различных видов Streptomyces на предмет лучшей врожденной способности гетерологично экспрессировать кластеры биосинтетических генов. Затем мы оптимизировали методы для создания высококачественных библиотек метагеномных космид в лучшем хозяине Streptomyces.Первоначальный скрининг метагеномной библиотеки с 1,5 миллионами членов, созданной в Streptomyces albus, видах, которые проявляют самую высокую склонность к гетерологичной экспрессии кластеров генов, привел к идентификации нового природного продукта метатрициклоена (1). Метатрициклоен представляет собой трициклический полиен, кодируемый восстанавливающим итеративным кластером генов, подобных поликетиду. Связанные кластеры генов, обнаруженные в секвенированных геномах, по-видимому, кодируют в значительной степени неизученную коллекцию структурно разнообразных метаболитов на основе полиенов.

  • Мультиплексная CRISPR / Cas9- и TAR-опосредованная промоторная инженерия кластеров биосинтетических генов природного продукта в дрожжах. 09-2016. Канг Х.С., Чарлоп-Пауэрс З., Брэди, Сан-Франциско. Синтетическая биология ACS.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Использование секвенирования ДНК для открытия природных продуктов стало новой парадигмой для выявления химического состава, закодированного в бактериальных геномах. Основным препятствием для реализации этого подхода к открытию природных продуктов является молчание транскрипции кластеров биосинтетических генов в условиях лабораторного выращивания.Здесь мы описываем улучшенную платформу инженерии промотора на основе дрожжей (mCRISTAR), которая объединяет CRISPR / Cas9 и TAR, чтобы сделать возможной мультиплексную инженерию промотора с одним маркером больших кластеров генов. mCRISTAR подчеркивает первое применение системы CRISPR / Cas9 для мультиплексной промоторной инженерии кластеров генов биосинтеза натуральных продуктов. В этом методе CRISPR / Cas9 используется для индукции двухцепочечных разрывов ДНК в промоторных областях кластеров биосинтетических генов, и полученные фрагменты оперона повторно собираются с помощью TAR с использованием синтетических промоторных кассет, специфичных для кластеров генов.mCRISTAR использует массив CRISPR для упрощения конструирования плазмиды CRISPR для мультиплексной CRISPR и одиночной ауксотрофной селекции для повышения неэффективности использования массива CRISPR для рефакторинга мультиплексного кластера генов. mCRISTAR - это простой и универсальный метод мультиплексной замены промоторов в кластерах биосинтетических генов, который облегчит обнаружение натуральных продуктов из быстро растущей коллекции кластеров генов, обнаруженных в проектах секвенирования генома микробов и метагенома.

  • Независимое от культуры открытие природных продуктов из почвенных метагеномов. 03-2016. Кац М., Ховер Б.М., Брэди С.Ф. J Ind Microbiol Biotechnol.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Бактериальные натуральные продукты оказались неоценимой отправной точкой в ​​разработке многих используемых в настоящее время терапевтических агентов. К сожалению, фармацевтические компании не уделяют должного внимания традиционным методам обнаружения натуральных продуктов, основанным на культуре, в значительной степени из-за высоких показателей повторного открытия.Независимые от культуры, или «метагеномные» методы, которые основаны на гетерологичной экспрессии ДНК, экстрагированной непосредственно из образцов окружающей среды (eDNA), потенциально могут обеспечить доступ к метаболитам, кодируемым значительной частью биосинтетического разнообразия микробов на Земле. Поскольку почва вездесуща и богата бактериальным разнообразием, она является привлекательной отправной точкой для усилий по открытию не зависящих от культуры природных продуктов. В этом обзоре представлен обзор истории исследований открытия природных продуктов, основанных на метагеномах почвы, и подробно описаны недавние разработки новых инструментов для высокопроизводительного профилирования образцов окружающей среды на основе последовательностей, используемых при обнаружении новых кластеров генов биосинтеза натуральных продуктов.В заключение мы приводим несколько примеров использования этих новых инструментов для облегчения извлечения новых вторичных метаболитов, кодирующих кластеры генов, из почвенных метагеномов и последующей гетерологичной экспрессии этих кластеров для получения биоактивных малых молекул.

  • Минимум информации о кластере биосинтетических генов. 09-2015. Медема MH, Брэди SF. Nat. Chem. Bio.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Известно, что в кластерах биосинтетических генов кодируется широкий спектр ферментативных путей, которые производят специализированные метаболиты в бактериях, грибах и растениях.Информация об этих кластерах, путях и метаболитах в настоящее время разбросана по всей литературе, что затрудняет ее использование. Чтобы упростить последовательное и систематическое хранение и поиск данных о кластерах биосинтетических генов, мы предлагаем стандарт данных «Минимум информации о кластерах биосинтетических генов» (MIBiG).

  • Функциональное метагеномное открытие бактериальных эффекторов в микробиоме человека и открытие коммендамида, агониста GPCR G2A / 132.09-2015. Коэн Л., Брэди С.Ф. PNAS.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Считается, что триллионы бактерий, составляющих микробиом человека, кодируют функции, важные для здоровья человека; однако мало что известно о конкретных эффекторах, которые используют комменсальные бактерии для взаимодействия с человеческим хозяином. Функциональная метагеномика обеспечивает систематические средства исследования комменсальной ДНК на наличие генов, кодирующих эффекторные функции. Здесь мы исследуем 3000 МБ метагеномной ДНК, клонированной от трех фенотипически разных пациентов, на предмет эффекторов, которые активируют NF-κB, фактор транскрипции, который, как известно, играет центральную роль в опосредовании ответов на стимулы окружающей среды.Этот скрининг привел к идентификации 26 уникальных эффекторных генов комменсальных бактерий (Cbegs), которые, как предполагается, кодируют белки с различными катаболическими, анаболическими и лигандсвязывающими функциями и наиболее часто взаимодействуют либо с гликанами, либо с липидами. Подробный анализ одного семейства эффекторных генов (Cbeg12), извлеченных из всех трех библиотек пациентов, показал, что оно кодирует продукцию N-ацил-3-гидроксипальмитоилглицина (коммендамида). Этот метаболит также был обнаружен в культуральном бульоне комменсальной бактерии Bacteroides vulgatus, которая несет ген, очень похожий на Cbeg12.Коммендамид напоминает длинноцепочечные N-ациламиды, которые функционируют как сигнальные молекулы млекопитающих за счет активации рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), что привело нас к наблюдению, что коммендамид активирует GPCR G2A / GPR132. G2A участвует в моделях болезней аутоиммунитета и атеросклероза. Это исследование показывает полезность функциональной метагеномики для выявления потенциальных механизмов, используемых комменсальными бактериями для взаимодействия с хозяином, и очерчивает основанный на функциональной метагеномике конвейер для систематической идентификации различных эффекторов комменсальных бактерий, которые влияют на клеточные функции хозяина.

  • Конструирование промоторов на основе гомологичной рекомбинации дрожжей для активации кластеров молчащих природных продуктов биосинтеза. 07-2015. Монтиэль Д., Брэди С.Ф. PNAS.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Крупномасштабное секвенирование прокариотической (мета) геномной ДНК предполагает, что большинство генетических кластеров бактериальных природных продуктов не экспрессируются в обычных лабораторных условиях культивирования. Кластеры молчаливых генов представляют собой многообещающий ресурс для открытия естественных продуктов и разработки терапевтических средств нового поколения.К сожалению, характеристика молекул, кодируемых этими кластерами, затруднена из-за нашей неспособности экспрессировать эти кластеры генов в лаборатории. Чтобы устранить это узкое место, мы разработали платформу инженерии промоторов для транскрипционной активации молчаливых кластеров генов в модельном гетерологичном хозяине. Наш подход использует гомологичную рекомбинацию дрожжей, систему отбора дрожжей на основе ауксотрофной комплементации и кассеты ортогональных промоторов последовательностей для замены всех нативных промоторов в кластерах молчащих генов с конститутивно активными промоторами.В рамках этой платформы мы сконструировали и проверили набор двунаправленных промоторных кассет, состоящих из ортогональных промоторных последовательностей, сайтов связывания рибосом Streptomyces и генов селектируемых маркеров дрожжей. Используя эти инструменты, мы демонстрируем способность одновременно вставлять несколько кассет промоторов в кластер генов, тем самым ускоряя процесс реинжиниринга. Мы применяем этот метод для моделирования кластеров активных и «молчащих» генов (ребеккамицин и тетаримицин) и для «молчаливых», содержащих загадочный псевдоген кластеров генов Lzr, полученных из окружающей среды ДНК.Полный рефакторинг промотора и целевой обмен генов в этом «мертвом» кластере привели к открытию мощных антипролиферативных агентов индолотриптолина, лазаримидов A и B. Эта потенциально масштабируемая и экономичная платформа для реинжиниринга промоторов должна упростить открытие натуральных продуктов из тихого биосинтетического продукта. кластеры генов.

  • Phylogeo: пакет R для географического анализа и визуализации данных микробиома. 09-2015. Чарлоп-Пауэрс З., Брэди С.Ф.Биоинформатика.
    Pubmed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Мы создали пакет R под названием phylogeo, который предоставляет набор географических утилит для исследований микробной экологии на основе секвенирования. Хотя географическое расположение образцов является важным аспектом микробиологии окружающей среды, ни один из основных пакетов программного обеспечения, используемых для обработки данных микробиома, не включает служебные программы, которые позволяют пользователям отображать и исследовать пространственные измерения своих данных. phylogeo решает эту проблему, предоставляя набор функций построения графиков и карт, которые можно использовать для визуализации географического распределения образцов, для изучения родства микробиомов с использованием экологического расстояния и для составления карты географического распределения определенных последовательностей.Расширяя популярный пакет phyloseq и используя те же структуры данных и форматы команд, phylogeo позволяет пользователям легко отображать и исследовать географические измерения своих данных с помощью языка программирования R.

  • Целенаправленная метагеномика: поиск редких природных продуктов димера триптофана в окружающей среде. 04-2015. Чанг FY, Ternei MA, Calle PY, Brady SF. Варенье . Chem. Soc.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Открытие природных продуктов из геномов окружающей среды (метагеномика) в основном ограничивалось скринингом существующих библиотек ДНК окружающей среды (eDNA).Здесь мы объединили химико-биогеографический обзор разнообразия генов синтазы хромопирроловой кислоты (CPAS) с целевым производством библиотеки eDNA для более эффективного доступа к кластерам биосинтетических генов редких димеров триптофана (TD). Комбинация традиционных и основанных на синтетической биологии усилий по гетерологичной экспрессии с использованием кластеров генов, происходящих из eDNA, привела к продукции гидроксиспорина (1) и редуктаспорина (2), двух биоактивных TD. Согласно нашему филогенетическому анализу генов CPAS, выявленному в нашем обзоре неочищенных экстрактов eDNA, редуктаспорин (2) содержит беспрецедентную структуру ядра TD: ядро ​​пирролиния индолокарбазола, которое, вероятно, является ключом к его необычному профилю биоактивности.Эта работа демонстрирует потенциал для открытия структурно редких и биологически интересных природных продуктов с использованием целевой метагеномики, где образцы окружающей среды предварительно просматриваются для выявления наиболее филогенетически уникальных последовательностей генов, а доступ к молекулам, связанным с этими генами, осуществляется посредством целевого создания метагеномной библиотеки и гетерологичной экспрессии.

  • Мультиплексный метагеномный анализ с использованием коротких тегов последовательности ДНК облегчает целенаправленное открытие ингибиторов эпоксикетонных протеасом.04-2015. Оуэн Дж. Г., Чарлоп-Пауэрс З., Смит АГ, Терней Массачусетс, Калле ПЙ, Редди БВБ, Монтьель Д, Брэди С.Ф. Proc Natl Acad Sci USA.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    В молекулярном эволюционном анализе короткие последовательности ДНК используются для вывода филогенетических взаимоотношений между видами. Здесь мы применяем этот принцип к изучению бактериального биосинтеза, что позволяет целенаправленно изолировать ранее не идентифицированные природные продукты непосредственно из сложных метагеномов. В нашем подходе используются короткие теги последовательности природных продуктов, полученные из консервативных биосинтетических мотивов, для профилирования биосинтетического разнообразия в окружающей среде, а затем для управления извлечением кластеров генов из метагеномных библиотек.Методология концептуально проста, требует лишь небольших вложений в секвенирование и не требует вычислений. Чтобы продемонстрировать силу этого подхода к открытию природных продуктов, мы провели вычислительный поиск ингибиторов эпоксикетонных протеасом в 185 глобально распределенных метагеномах почвы. Это привело к идентификации 99 уникальных меток последовательностей эпоксикетона, попадающих в 6 филогенетически различных клад. Полные кластеры генов, связанные с девятью уникальными метками, были извлечены из четырех метагеномных библиотек насыщающей почвы.Используя методологии гетерологичной экспрессии, этими путями были получены семь мощных ингибиторов протеасом эпоксикетона (кларепоксцины A-E и ландепоксцины A и B), включая соединения с различными структурами боеголовки и встречающееся в природе пролекарство галогидрина. Это исследование представляет собой шаблон для целевого расширения производства натуральных продуктов бактериального происхождения с использованием глобального метагенома.

  • Глобальный биогеографический отбор образцов вторичного метаболизма бактерий. 01-2015.Шарлоп-Пауэрс З., Оуэн Дж. Г., Редди Б. В. Б., Терней М. А., Гимарайнш Д. О., де Фриас Ю. А., Пупо М. Т., Сипе П., Фенг З., Брэди С.Ф. ЖИЗНЬ.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Недавние усилия по секвенированию бактериального (мета) генома предполагают существование огромного нетронутого резервуара кластеров биосинтетических генов, кодирующих природные продукты, в окружающей среде. Здесь мы используем пиро-секвенирование ампликонов ПЦР, полученных как из нерибосомных доменов аденилирования пептидов, так и из доменов поликетид-кетосинтазы, чтобы сравнить биосинтетическое разнообразие в почвенных микробиомах со всего мира.Мы видим большие различия в популяциях доменов от всех образцов, за исключением наиболее проксимальных и биомоподобных, что позволяет предположить, что большинство микробиомов будут кодировать в значительной степени различные коллекции бактериальных вторичных метаболитов. Наши данные указывают на корреляцию между двумя факторами: географическим расстоянием и типом биома, а также биосинтетическим разнообразием почвенной среды. Относя чтения к известным кластерам генов, мы выявляем горячие точки биомедицинского биосинтетического разнообразия. Эти наблюдения не только позволяют по-новому взглянуть на мир природы, но и представляют собой дорожную карту для руководства будущими усилиями по открытию природных продуктов.

  • Разработка метагеномов почвы для лучшего понимания эволюции структурного разнообразия природных продуктов: пятиугольные полифенолы в качестве примера. 12-2014. Канг Х.С., Брэди С.Ф. Варенье. Chem. Soc.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Анализ метагеномных библиотек на основе последовательностей обеспечивает средства извлечения из окружающей среды специфических кластеров генов природных продуктов, представляющих интерес. В этом исследовании мы используем последовательности ампликонов ПЦР гена кетосинтазы (KS) (теги последовательностей) для изучения структурного и биосинтетического разнообразия пятиугольных полифенолов (PP).В филогенетическом анализе теги последовательностей, полученных из eDNA, часто попадают между тесно связанными кладами, которые связаны с кластерами генов, которые, как известно, кодируют различные хемотипы. Мы показываем, что эти общие «промежуточные» теги последовательностей полезны для руководства открытием не только новых биоактивных метаболитов, но и коллекций тесно связанных кластеров генов, которые могут дать новое понимание эволюции структурного разнообразия природных продуктов. Кластеры генов, соответствующие двум тегам последовательности KSβ, происходящим из эДНК, которые находятся между четко определенными кладами KSβ, связанными с биосинтезом метаболитов типа (C24) -прадимицина и (C26) -ксантолипина, извлекали из архивных почвенных библиотек eDNA.Гетерологичная экспрессия этих кластеров генов у Streptomyces albus привела к выделению трех новых PP (соединения 1-3). Каликсантомицин A (1) проявляет сильную антипролиферативную активность против клеток HCT-116, тогда как арнимицины C (2) и D (3) проявляют сильную антибактериальную активность. Сравнивая генотипы и хемотипы по всем известным кластерам генов PP, мы определяем четыре подсемейства PP, а также наблюдаем, что горизонтальный перенос генов адаптации PP, вероятно, был ограничен кластерами генов, которые кодируют тесно связанные химические структуры, что позволяет предположить, что только часть Химическое пространство, подобное «натуральному продукту», которое теоретически может быть закодировано этими генами адаптации вторичных метаболитов, вероятно, было отобрано естественным образом.

  • Мутации протеолипидных субъединиц вакуолярной Н + -АТФазы обеспечивают устойчивость к индолотриптолиновым натуральным продуктам. 11-2014. Чанг Ф.Й., Кавасима С.А., Брэди С.Ф. Биохимия.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Натуральные продукты индолотриптолина представляют собой небольшое семейство структурно уникальных антипролиферативных агентов на основе хромопирроловой кислоты. Как и для многих предполагаемых противоопухолевых агентов до них, исследованию их потенциальной клинической применимости препятствовала ограниченная информация, известная об их механизме действия.Чтобы изучить механизм действия двух близкородственных индолотриптолинов (BE-54017, кладониамид A), мы отобрали мутанты с лекарственной устойчивостью, используя штамм Schizosaccharomyces pombe с подавленной множественной лекарственной устойчивостью (MDR-sup). Поскольку делящиеся дрожжи поддерживают многие из основных связанных с раком клеточных процессов, присутствующих в клетках человека, они представляют собой привлекательную модель для использования при определении потенциальной молекулярной мишени антипролиферативных природных продуктов посредством скрининга устойчивых мутантов. Полное секвенирование генома устойчивых мутантов выявило мутации в субъединицах c и c 'протеолипидной субструктуры вакуолярного комплекса H (+) - АТФаза (V-АТФаза).Этот набор мутаций, придающих устойчивость, отображается на сайт, который удален от сайтов связывания нуклеотидов V-ATPase и отличается от сайтов, которые, как установлено, придают устойчивость к известным ингибиторам V-ATPase. Кислотное окрашивание вакуолей, исследования перекрестной резистентности и прямой мутагенез c / c 'субъединиц - все это предполагает, что индолотриптолины, вероятно, являются структурно новым классом ингибиторов V-АТФазы. Эта работа демонстрирует общую полезность отбора устойчивых мутантов с использованием MDR-sup S. pombe в качестве быстрого и потенциально систематического подхода к изучению способов действия цитотоксических природных продуктов.

  • Разработка метабиома: выявление новых натуральных продуктов из микробных сообществ. 09-2014. Мильштейн А, Шнайдер Дж.С., Брэди С.Ф. Химия и биология.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Натуральные продукты микробного происхождения составляют основу большей части химиотерапевтического арсенала, доступного современной медицине. Перед лицом сокращающегося списка новых ведущих структур, идентифицированных традиционными методами культивирования, и растущей потребности в новых терапевтических средствах, исследования микробного биосинтетического разнообразия в метабиомах окружающей среды выявили огромные резервуары еще не использованного химического состава природных продуктов.В этом обзоре мы затрагиваем исторический контекст открытия микробных природных продуктов и обсуждаем инновации и технологические достижения, которые облегчают культурно-зависимый и независимый от культуры доступ к новой химии из микробиомов окружающей среды с целью оживить конвейер открытий маломолекулярных терапевтических средств. Мы подчеркиваем появившиеся успешные стратегии и некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы обеспечить разработку высокопроизводительных методов обнаружения натуральных продуктов из сложных микробных сообществ.

  • eSNaPD: универсальная веб-платформа для биоинформатики для исследования и добычи биосинтетического разнообразия природных продуктов из метагеномов. 08-2014. Редди Б.В.Б., Милштейн А., Чарлоп-Пауэрс З., Брэди С.Ф. Химия и биология.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Environmental Surveyor of Natural Product Diversity (eSNaPD) - это веб-платформа для биоинформатики и агрегации данных, которая помогает обнаруживать генные кластеры, кодирующие как новые натуральные продукты, так и новые родственные им с медицинской точки зрения натуральные продукты с использованием (мета) геномной последовательности данные.Используя теги последовательностей, сгенерированные ПЦР, конвейер анализа данных eSNaPD профилирует биосинтетическое разнообразие, скрытое в (мета) геномах, путем сравнения тегов последовательностей с эталонным набором данных охарактеризованных кластеров генов. Картирование образцов, открытие молекул, картирование библиотек и новые модули визуализации клады облегчают опрос больших (мета) наборов данных геномных последовательностей для различных последующих анализов, включая, помимо прочего, идентификацию среды, богатой нетронутым биосинтетическим разнообразием, целевой молекулы открытия и исследования в области химической экологии.eSNaPD предназначен для создания глобального атласа биосинтетического разнообразия, который может облегчить систематическое изучение биосинтетического потенциала природы на основе последовательности.

  • Химический арсенал Burkholderia pseudomallei имеет важное значение для патогенности. 06-2014. Биггинс Дж. Б., Канг Х.С., Терней М.А., ДеШазер Д., Брэди С.Ф. Варенье. Chem. Soc.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Все больше доказательств показывает, что химия малых молекул в микробах (т.е. вторичный метаболизм) может модулировать реакцию микроба-хозяина на инфекцию и патогенность. Бактериальное заболевание мелиоидоз вызывается высоковирулентным, устойчивым к антибиотикам патогеном Burkholderia pseudomallei (BP). В то время как было показано, что некоторые макромолекулярные структуры влияют на вирулентность БП (например, системы секреции, клеточная капсула, пили), роль большого скрытого вторичного метаболома, кодируемого в его геноме, в значительной степени не исследована из-за его важности для вирулентности. Здесь мы демонстрируем, что биосинтез малых молекул, кодируемых BP, необходим для патогенности BP in vivo.Эксперименты по обмену промотора использовали для индукции продукции высокого уровня молекул из двух кластеров генов (MPN и SYR), которые, как было установлено, необходимы для вирулентности in vivo. ЯМР-структурная характеристика этих метаболитов выявила новый класс липопептидных биосурфактантов / модуляторов биопленки (маллеипептины) и ингибиторов протеасом сирбактинового типа, оба из которых представляют собой недооцененные низкомолекулярные факторы вирулентности для BP. Нарушение вирулентности Burkholderia путем ингибирования биосинтеза этих низкомолекулярных биосинтетических путей может оказаться эффективной стратегией для разработки новых терапевтических средств, специфичных для мелиоидоза.

  • Метагеномные методы открытия малых молекул. 06-2014. Чарлоп-Пауэрс З., Мильштейн А., Брэди С.Ф. Современные мнения в микробиологии.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Метагеномные подходы к открытию природных продуктов предоставляют средства для сбора биоактивных небольших молекул, синтезируемых экологическими бактериями, без необходимости предварительного культивирования этих организмов. Достижения в технологиях секвенирования и общих метагеномных методах начинают предоставлять инструменты, необходимые для раскрытия неизученного биосинтетического потенциала, кодируемого геномами некультивируемых экологических бактерий.Здесь мы подчеркиваем недавние достижения в основанных на последовательностях и функциональных метагеномных подходах, которые обещают облегчить открытие антибиотиков из различных микробиомов окружающей среды.

  • Антибактериальные ферменты из функционального скрининга метагеномных библиотек, содержащихся в Ralstonia Metallidurans. 05-2014. Икбал HA, Крейг JW, Брэди SF. FEMS Microbiol Lett.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Скрининг бактериальных метагеномных библиотек на основе фенотипов открывает путь к открытию новых генов, ферментов и метаболитов, которые имеют множество потенциальных клинических и промышленных применений.Здесь мы сообщаем об идентификации функционально разнообразной коллекции антибактериально активных ферментов в результате фенотипического скрининга 700 000 космидных клонов, полученных из ДНК почвы Аризоны и размещенных в Ralstonia Metallidurans. С помощью биоинформатических и функциональных анализов было обнаружено, что клоны ДНК из окружающей среды, окруженные зонами ингибирования роста в тесте наложения бактерий, кодируют ферменты с предсказанной пептидазной, липазной и гликолитической активностями, обеспечивающими антибиоз. Антибактериальная активность, наблюдаемая у нашего R.Анализ на основе металлидуранов не может быть воспроизведен с теми же клонами в скринингах с использованием Escherichia coli в качестве гетерологичного хозяина, что позволяет предположить, что широкомасштабный скрининг метагеномных библиотек на антибиоз с использованием филогенетически разнообразных хозяев должен быть продуктивной стратегией для идентификации ферментов с функционально различающимися антибактериальными свойствами. виды деятельности.

  • Ариксантомицины A-C: открытие биологически активных пятиугольных полифенолов на основе эДНК. 04-2014.Канг Х.С., Брэди С.Ф. ACS Chem Biol.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Микробиомы почвы являются богатым источником неописанных кластеров генов биосинтеза природных продуктов. Здесь мы используем короткие консервативные последовательности биосинтетических генов (теги последовательности природных продуктов), амплифицированные из почвенных микробиомов, в качестве филогенетических маркеров для корреляции генотипа с хемотипом и нацеливания на открытие новых биоактивных пятиугольных полифенолов из окружающей среды. Гетерологичная экспрессия кластера генов, происходящих из окружающей ДНК (кластер ARX), чья метка последовательности кетосинтазы бета (KSβ) филогенетически отличается от любой известной последовательности KSβ, привела к открытию ариксантомицинов.Ариксантомицин A (1) проявляет сильную антипролиферативную активность в отношении линий раковых клеток человека.

  • Характеристика генетического кластера, полученного из окружающей среды ДНК, который кодирует бисиндолилмалеимид метиларцириарубин. 04-2014. Чанг Ф.Й., Брэди СФ. ХЕМБИОХИМ.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Бисиндолилмалеимиды представляют собой встречающийся в природе класс метаболитов, которые представляют интерес из-за их активности ингибирования протеинкиназ. Из метагеномной библиотеки, созданной с использованием почвенной ДНК, мы идентифицировали четыре кластера генов mar, кластер генов бисиндолилмалеимида, который кодирует продукцию метиларцириарубина (1).Гетерологическая экспрессия кластера генов mar в E. coli показала, что диоксигеназа Rieske MarC способствует окислительному декарбоксилированию промежуточного соединения хромопирроловой кислоты (CPA) с образованием бисиндолилмалеимидного ядра. Характеристика кластера mar определяет новую роль CPA в биосинтезе структурно разнообразных бактериальных димеров триптофана.

  • Химико-биогеографические исследования вторичного обмена веществ в почве. 03-2014. Чарлоп-Пауэрс З., Оуэн Дж. Г., Редди Б. В., Терней М. А., Брэди С.Ф.Proc Natl Acad Sci USA.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    В этом исследовании мы сравниваем богатство и разнообразие биосинтетических генов 96 почвенных микробиомов из различных сред, обнаруженных в юго-западных и северо-восточных регионах США. 454-пиросеквенирование нерибосомного пептида аденилирования (AD) и фрагментов домена поликетид-кетосинтазы (KS), амплифицированных из этих микробиомов, обеспечивает средства для оценки вариации биосинтетического разнообразия вторичных метаболитов в различных почвенных средах.С помощью анализа состава почвы и анализа богатства AD- и KS-ампликонов мы определяем типы почв с повышенным биосинтетическим потенциалом. В целом, засушливые почвы демонстрируют наибольшее наблюдаемое биосинтетическое разнообразие, тогда как солоноватые отложения и почвы соснового леса демонстрируют наименьшее. Путем сопоставления индивидуальных последовательностей ампликонов окружающей среды с последовательностями, полученными из функционально охарактеризованных кластеров биосинтетических генов, мы выявили закономерности обогащения вторичного метаболома, характерные для конкретных типов почвы, несмотря на значительные вариации последовательностей от образца к образцу.Эти данные используются для создания карт химического биогеографического распределения для биомедицинских семейств природных продуктов в окружающей среде, которые должны оказаться полезными для руководства открытием биоактивных природных продуктов в будущем.

  • Открытие и синтетический рефакторинг кластеров генов димера триптофана из окружающей среды. 10-2013. Чанг FY, Ternei MA, Calle PY, Brady SF. J Am Chem Soc.
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Здесь мы исследуем бактериальный биосинтез димера триптофана (TD), исследуя библиотеки ДНК окружающей среды (eDNA) на наличие генов синтазы хромопирроловой кислоты (CPA).Функциональный и биоинформатический анализ TD-кластеров показывает, что последовательности генов CPA-синтазы расходятся вместе с функциональным выходом их соответствующих кластеров, что делает этот ген мощным инструментом для руководства открытием новых TD из окружающей среды. Двенадцать беспрецедентных кластеров биосинтетических генов TD, которые можно разделить на пять групп (A-E) на основе их способности генерировать различные подструктуры ядра TD, были извлечены из библиотек eDNA. Четыре из этих групп содержат кластеры из культуральных и независимых исследований, в то время как оставшаяся группа полностью состоит из кластеров, полученных из eDNA.Полный синтетический рефакторинг репрезентативного кластера генов из последней специфической группы eDNA привел к характеристике эрдаспоринов, цитотоксинов с новой карбоксииндолокарбазольной структурой TD. Анализ генов CPA-синтазы в сырой eDNA предполагает присутствие дополнительных кластеров генов TD в почвенной среде.

  • Ариметамицин A: Улучшение клинически значимых семейств натуральных продуктов с помощью последовательного скрининга почвенных метагеномов. 09-2013.Канг Х.С., Брэди С.Ф. Angew Chem Int Ed Engl.
    PubMed

    • Выбрано для Angew. Chem. Int. Эд. Engl задняя крышка

    РЕФЕРАТ:
    Скрининг библиотек ДНК почвенной окружающей среды на основе меток последовательности может быть использован для определения новых соединений с улучшенными свойствами. В экспериментах по гетерологичной экспрессии полученный из eDNA кластер рук кодирует ариметамицин A, антрациклин, который более эффективен, чем клинически используемые природные антрациклины, и сохраняет активность против раковых клеток с множественной лекарственной устойчивостью (MDR).

  • Картирование кластеров генов в матричных метагеномных библиотеках для расширения структурного разнообразия биомедицинских природных продуктов. 07-2013. Оуэн Дж. Г., Редди Б. В., Терней М. А., Чарлоп-Пауэрс З., Калле П. И., Ким Дж. Х., Брэди С.Ф. Proc Natl Acad Sci U S A
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Сложные микробные экосистемы содержат большие резервуары неизведанного биосинтетического разнообразия. Здесь мы предоставляем экспериментальную основу и инструмент анализа данных, чтобы облегчить целевое открытие кластеров биосинтетических генов натуральных продуктов из окружающей среды.Мультиплексное секвенирование ампликонов ПЦР со штрих-кодом сопровождается анализом данных, направленным на определение сходства последовательностей, для выявления последовательностей, имеющих близкое сходство с интересными с биосинтетической или биомедицинской точки зрения генными кластерами. Затем ампликоны наносятся на матрицу метагеномных библиотек, чтобы направлять восстановление целевых кластеров генов. Применительно к ампликонам аденилирования и кетосинтазы, полученным из насыщающих почвенных библиотек ДНК, наш конвейер анализа привел к восстановлению биосинтетических кластеров, которые, как предсказано, кодируют ранее не охарактеризованные гликопептидные и липопептидоподобные антибиотики; тиокоралин-, азиномицин- и блеомицин-подобные противоопухолевые агенты; и иммунодепрессант, подобный рапамицину.Полезность подхода продемонстрирована с использованием восстановленных последовательностей eDNA для создания производных гликопептидов. Описанные здесь эксперименты представляют собой систематический опрос метагенома почвы на предмет кластеров генов, способных кодировать встречающиеся в природе производные биомедицинских природных продуктов. Наши результаты показывают, что ранее необнаруженные кластеры биосинтетических генов с потенциальной биомедицинской значимостью очень распространены в окружающей среде. Этот общий процесс должен позволять рутинный скрининг образцов окружающей среды на предмет кластеров генов, способных кодировать систематическое расширение структурного разнообразия, наблюдаемого в биомедицинских семьях натуральных продуктов.

  • Отчет о встрече: 1-й международный семинар по функциональной метагеномике, Сент-Джейкобс, Онтарио, Канада. 04-2013. Энгель К., Эшби Д., Брэди С.Ф., Коуэн Д.А., Доемер Дж., Эдвардс Е.А., Фибиг К., Мартенс Е.К., Маккормак Д., Мид Д.А., Миядзаки К., Морено-Хагелсиб Г., О'Гара Ф., Рид А., Роуз Д.Р., Симонет P, Sjöling S, Smalla K, Streit WR, Tedman-Jones J, Valla S, Wellington EMH, Wu CC, Liles MR, Neufeld JD, Sessitsch A, Charles TC. SIGS
    PubMed

    РЕЗЮМЕ:
    В этом отчете обобщаются события 1-го Международного семинара по функциональной метагеномике.Семинар проводился 7 и 8 мая 2012 года в Сент-Джейкобсе, Онтарио, Канада, и был сосредоточен на создании международного сообщества функциональной метагеномики, изучении областей стратегических исследований и определении возможностей для будущего сотрудничества и финансирования. Семинар был инициирован исследователями из Университета Ватерлоо при поддержке Института геномики Онтарио (OGI), Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады (NSERC) и Университета Ватерлоо.

  • Оперон pvc регулирует экспрессию генов фимбриального шаперона / пути (чаши) Pseudomonas aeruginosa.04-2013. Кайсар У., Луо Л., Хейли С.Л., Брэди С.Ф., Карти Н.Л., Колмер-Хамуд Д.А., Хамуд А.Н. PLoS One
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    Фимбриальные структуры Pseudomonas aeruginosa, кодируемые кластерами генов чашки (cupB и cupC), способствуют его прикреплению к абиотическим поверхностям и образованию биопленок. Кластер генов pvcABCD P. aeruginosa кодирует ферменты, которые синтезируют новый функционализированный изонитрилом кумарин, паерукумарин. Паерукумарин уже был охарактеризован химически, но это первое сообщение, разъясняющее его роль в бактериальной биологии.Мы исследовали взаимосвязь между опероном pvc и кластерами генов чашки в штамме P. aeruginosa MPAO1. Мутации в генах pvc нарушают развитие биопленок и значительно снижают экспрессию cupB1-6 и cupC1-3, а также различных генов двухкомпонентных регуляторных систем cupB / cupC, roc1 / roc2. Рядом с pvc находится регулятор транскрипции ptxR. Мутация ptxR в MPAO1 значительно снижает экспрессию генов pvc, генов cupB / cupC и генов roc1 / roc2.Сверхэкспрессия интактного хромосомно-кодируемого оперона pvc плазмидой ptxR значительно усиливала экспрессию cupB2, cupC2, rocS1 и rocS2 и развитие биопленок. Экзогенно добавленный паерукумарин значительно увеличивал экспрессию cupB2, cupC2, rocS1 и rocS2 в мутанте pvcA. Наши результаты предполагают, что ПВХ влияет на развитие биопленки P. aeruginosa через кластеры генов чашки в пути, который включает паэрукумарин, PtxR и различные регуляторы чашки.

  • Открытие индолотриптолиновых антипролиферативных агентов с помощью метагеномного скрининга на основе гомологии.02-2013. Чанг Ф.Й., Брэди СФ. Proc Natl Acad Sci U S A
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    При обнаружении натуральных продуктов путем случайного отбора экстрактов бульонов, полученных из культивируемых бактерий, часто наблюдается высокая степень избыточной изоляции, что еще более затрудняет идентификацию новых биологически интересных натуральных продуктов. Здесь мы показываем, что скрининг почвенных метагеномов на основе гомологии может быть использован специально для обнаружения новых членов традиционно редких, биомедицинских семейств природных продуктов.Филогенетический анализ гомологов генов димеризации окситриптофана, обнаруженных в большой библиотеке почвенной ДНК, позволил идентифицировать и восстановить уникальный кластер биосинтетических генов димеризации триптофана, который мы назвали бор-кластером. При гетерологичной экспрессии в Streptomyces albus этот кластер продуцировал индолотриптолиновый антипролиферативный агент с активностью ингибирования киназы CaMKIIδ (боррегомицин A) вместе с несколькими дигидроксииндолокарбазольными противораковыми средствами / антибиотиками (боррегомицины B-D).Подобный скрининг на основе гомологии больших библиотек ДНК окружающей среды, вероятно, позволит направленное обнаружение новых членов в пределах других ранее редких семейств биоактивных природных продуктов.

  • Миниатюра для бумаги Селективное обогащение библиотек ДНК окружающей среды для генов, кодирующих нерибосомные пептиды и поликетиды, с помощью фосфопантетеинтрансферазы-зависимого дополнения биосинтеза сидерофоров. 1-2013. Чарлоп-Пауэрс З., Баник Дж. Дж., Оуэн Дж. Г., Крейг Дж. У., Брэди С.Ф.ACS Chem Biol
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    Клонирование ДНК непосредственно из образцов окружающей среды предоставляет средства для функционального доступа к кластерам биосинтетических генов, присутствующим в геномах большой фракции бактерий, которые остаются невосприимчивыми к росту в лаборатории. Здесь мы демонстрируем метод, с помощью которого комплементация мутантов с делецией фосфопантетеинтрансферазы может быть использована для восстановления биосинтеза сидерофоров и, следовательно, для выборочного обогащения библиотек eDNA для последовательностей генов нерибосомной пептидной синтетазы (NRPS) и поликетидсинтазы (PKS) до беспрецедентных уровней.Распространенное использование сидерофоров, полученных из NRPS / PKS, в различных таксонах бактерий делает этот метод универсальным и должно обеспечивать легкое селективное обогащение кластеров биосинтетических генов, содержащих NRPS / PKS, из больших библиотек ДНК окружающей среды с использованием широкого спектра филогенетически разнообразных бактериальных хозяев.

  • Тетаримицин A, активный антибиотик MRSA, идентифицированный посредством индуцированной экспрессии кластеров генов ДНК окружающей среды. 11-2012. Каллифидас Д., Канг Х.С., Брэди С.Ф. J Am Chem Soc
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    Распространение ДНК, выделенной непосредственно из образцов окружающей среды в выращенных в лаборатории бактериях, предоставляет средства для изучения природных продуктов, закодированных в геномах некультивируемых бактерий.Однако молчание генов часто затрудняет функциональную характеристику кластеров генов, захваченных на клонах ДНК окружающей среды. Здесь мы показываем, что сверхэкспрессия факторов транскрипции, обнаруженная в секвенированных кластерах биосинтетических генов, полученных из окружающей среды, в сочетании с традиционным скринингом экстрактов культурального бульона, может быть использована для идентификации новых биоактивных вторичных метаболитов из молчаливых кластеров генов. Тетаримицин А, тетрациклический метициллин-резистентный антибиотик Staphylococcus aureus (MRSA), был выделен из экстракта культурального бульона культур Streptomyces albus, котрансформированных полученным из окружающей среды кластером биосинтетических генов поликетида II типа и его пути-специфическим регуляторным антибиотиком Streptomyces. (SARP) клонирован под контролем конститутивного промотора ermE *.

  • Повторная сборка функционально неповрежденных кластеров биосинтетических генов, полученных из окружающей среды ДНК. 10-2012. Каллифидас Д., Брэди С.Ф. Методы Enzymol
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    Лишь небольшая часть бактериального разнообразия, присутствующего в естественных микробных сообществах, регулярно культивируется в лаборатории. Те бактерии, которые остаются невосприимчивыми к культивированию, не могут быть исследованы на производство биоактивных вторичных метаболитов с использованием стандартных подходов к чистым культурам.Скрининг библиотек геномной ДНК, содержащих ДНК, выделенную непосредственно из образцов окружающей среды (ДНК окружающей среды (eDNA)), обеспечивает альтернативный подход к изучению биосинтетических возможностей этих организмов. Одним из недостатков этого подхода является то, что большинство процедур выделения eDNA не позволяют клонировать фрагменты ДНК достаточной длины для полного захвата больших кластеров генов биосинтеза природного продукта. Хотя создание библиотек eDNA со вставками, достаточно большими для захвата кластеров биосинтетических генов размером более ∼40kb, остается сложной задачей, можно получить доступ к большим кластерам генов, повторно собирая их из наборов меньших перекрывающихся фрагментов, используя рекомбинацию, связанную с трансформацией, в Saccharomyces cerevisiae.Здесь мы в общих чертах обрисовываем метод повторной сборки больших кластеров биосинтетических генов из захваченных наборов перекрывающихся клонов космид почвенной эДНК. Кластеры биосинтетических генов природного продукта, собранные с использованием этого подхода, затем могут быть использованы непосредственно для исследований функциональной гетерологичной экспрессии.

  • Маллейлактон, фактор вирулентности, производный от поликетид-синтазы, кодируемый скрытым вторичным метаболомом патогенов группы Burkholderia pseudomallei. 08-2012. Биггинс Дж. Б., Терней М. А., Брэди С.Ф.J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Обычно обнаруживается, что секвенированные бактериальные геномы содержат кластеры генов, которые, как предполагается, кодируют метаболиты, не обнаруженные в исследованиях, основанных на ферментации. Группа Pseudomallei Burkholderia - новые патогены, геномы которых особенно богаты загадочными кластерами генов биосинтеза природного продукта. Мы систематически исследовали влияние скрытого вторичного метаболома на вирулентность этих бактерий и обнаружили, что нарушение кластера генов MAL, которое изначально не проявляется в лабораторных экспериментах по ферментации и сохраняется в этой группе патогенов, снижает вирулентность в моделях на животных.Используя стратегию обмена промотора для активации кластера MAL, мы идентифицировали маллеилактон, цитотоксический сидерофор, полученный из поликетидсинтазы, кодируемый этим кластером генов. Небольшие молекулы, нацеленные на биосинтез маллеилактона отдельно или в сочетании с антибиотиками, могут оказаться полезными в качестве терапевтических средств для борьбы с мелиоидозом и сапом.

  • Биокатализаторы и низкомолекулярные продукты, полученные в результате метагеномных исследований. 04-2012. Икбал HA, Feng Z, Brady SF. Curr Opin Chem Biol
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Подавляющее большинство бактерий, присутствующих в образцах окружающей среды, никогда не культивировалось и поэтому не использовалось для получения полезных биокатализаторов или коллекций биокатализаторов, генерирующих интересные небольшие молекулы.Метагеномные библиотеки, созданные с использованием ДНК, выделенной непосредственно из естественных бактериальных сообществ, предлагают доступ к генетической информации, присутствующей в геномах этих еще некультивируемых бактерий. В этом обзоре освещаются недавние попытки восстановить как дискретные ферменты, так и небольшие молекулы из метагеномных библиотек.

  • Разнообразие генов биосинтеза природного продукта в географически различных почвенных микробиомах. 04-2012. Редди Б.В., Каллифидас Д., Ким Дж. Х., Чарлоп-Пауэрс З., Фенг З., Брэди С.Ф.Appl Environ Microbiol
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Число видов бактерий, которые, по оценкам, существуют на Земле, за последние годы резко возросло. Это недавно признанное видовое разнообразие повысило вероятность того, что биосинтетическое разнообразие бактериальных природных продуктов также было значительно недооценено предыдущими исследованиями на основе культур. Здесь мы сравниваем 454-пиросеквенированный домен аденилирования негрибосомного пептида, домен поликетид-кетосинтазы типа I и фрагменты гена поликетид-кетосинтазы типа II, амплифицированные из космидных библиотек, созданных с использованием ДНК, выделенной из трех различных засушливых почв.Хотя анализ последовательности гена 16S рРНК показывает, что эти клонированные метагеномы содержат ДНК из сходных распределений основных бактериальных типов, мы обнаружили, что они содержат почти полностью различные коллекции последовательностей генов биосинтеза вторичных метаболитов. При группировке с идентичностью 85% только 1,5% домена аденилирования, 1,2% кетосинтазы и 9,3% кластеров альфа-последовательностей кетосинтазы содержали последовательности из всех трех метагеномов. Хотя вряд ли существует простая корреляция между разнообразием последовательностей биосинтетических генов и разнообразием метаболитов, кодируемых кластерами генов, в которых находятся эти гены, наш анализ также предполагает, что последовательности в одном метагеноме почвы настолько отдаленно связаны с последовательностями в другом метагеноме, что во многих случаях они, вероятно, возникают из функционально различных кластеров генов.Заметные различия, наблюдаемые среди коллекций биосинтетических генов, обнаруженных даже в экологически схожих средах, позволяют предположить, что разнообразие биосинтеза прокариотических природных продуктов, как и разнообразие видов бактерий, потенциально намного больше, чем предполагают исследования на основе культур.

  • Экологические ДНК-кодируемые антибиотики фасамицины A и B ингибируют FabF в биосинтезе жирных кислот типа II. 02-2012. Фэн З., Чакраборти Д., Дьюэлл С.Б., Редди Б.В., Брэди С.Ф. J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    В недавнем исследовании кластеров генов биосинтеза поликетидов, клонированных непосредственно из почвы, мы выделили два антибиотика, фасамицины А и В, которые показали активность против метициллин-устойчивого золотистого стафилококка и ванкомицин-устойчивого Enterococcus faecalis.Для идентификации мишени фасамицинов мутанты с повышенными минимальными ингибирующими концентрациями фасамицина А были выбраны из культуры E. faecalis OG1RF дикого типа. Секвенирование следующего поколения этих мутантов в сочетании с биохимическими анализами in vitro показало, что фасамицины ингибируют FabF биосинтеза жирных кислот типа II (FASII). Исследования сверхэкспрессии гена-кандидата также показали, что устойчивость к фасамицину обеспечивается сверхэкспрессией fabF. На основе сравнений с известными ингибиторами FASII и исследований докинга in silico предполагается, что субструктура хлор-гем-диметил-антраценон, наблюдаемая в фасамицинах, представляет собой встречающийся в природе FabF-специфический фармакофор антибиотика.Оптимизация этого фармакофора должна дать FabF-специфические антибиотики с повышенной эффективностью и различными спектрами активности. Это исследование демонстрирует, что методы открытия антибиотиков, не зависящие от культуры, могут обеспечить доступ к новым метаболитам с механизмами действия, которые отличаются от тех, которые используются в настоящее время в клинической практике антибиотиков.

  • Длинноцепочечные N-ациламинокислотные синтазы связаны с предполагаемой системой сортировки белков PEP-CTERM / экзосортаза у грамотрицательных бактерий.09-2011. Крейг Дж. В., Черри Массачусетс, Брэди С.Ф. J Бактериол
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Клоны, которые кодируют биосинтез длинноцепочечных N-ациламинокислот, часто извлекают из основанных на активности скрининговых метагеномных библиотек почвы. Члены разнообразного набора ферментов, называемых синтазами N-ациламинокислот, ответственны за продукцию всех N-ациламинокислот, полученных из метагенома, охарактеризованных на сегодняшний день. Основываясь на частоте, с которой гены синтазы N-ациламинокислоты были идентифицированы из метагеномных образцов, ожидается, что родственные гены будут общими во всем глобальном бактериальном метагеноме.Однако гомологи генов синтазы N-ациламинокислот, происходящих из метагенома, в секвенированных геномах культивируемых видов бактерий мало. Чтобы понять роль (и), которую играют N-ациламинокислоты в экологических бактериях, мы искали консервативные генетические особенности, которые позиционно связаны с генами синтазы N-ациламинокислот, происходящих из метагенома. Этот анализ показал, что гены синтазы N-ациламинокислот часто обнаруживаются рядом с генами, которые, как предполагается, кодируют белки, содержащие мотив PEP-CTERM, и, в некоторых случаях, другие консервативные элементы системы PEP-CTERM / экзосортаза.Хотя о системе PEP-CTERM / экзосортаза известно относительно немного, ее основные компоненты, как полагают, представляют собой предполагаемый грамотрицательный эквивалент системы сортировки белков LPXTG / sortase грамположительных бактерий. В ходе этого исследования мы смогли предоставить доказательства того, что не охарактеризованное семейство гипотетических ацилтрансфераз, которые ранее были связаны с системой PEP-CTERM / экзосортаза с помощью биоинформатики, представляет собой новое семейство синтаз N-ациламинокислот, которые являются широко распространен среди Proteobacteria, содержащих систему PEP-CTERM / экзосортазу.

  • Функциональный анализ поликетидсинтаз типа II, происходящих из окружающей среды, выявляет структурно разнообразные вторичные метаболиты. 08-2011. Feng Z, Kallifidas D, Brady SF. Proc Natl Acad Sci U S A
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Согласно прогнозам, в одном грамме почвы обитают тысячи уникальных видов бактерий. Большинство этих видов остаются невосприимчивыми к стандартным методам культивирования, что запрещает их использование в качестве источников уникальных биоактивных малых молекул.Клонирование и анализ ДНК, выделенной непосредственно из образцов окружающей среды (ДНК окружающей среды, eDNA), обеспечивает средства исследования биосинтетической способности природных популяций бактерий. Библиотеки ДНК окружающей среды содержат большие резервуары генетического разнообразия бактерий, из которых можно систематически извлекать и изучать новые кластеры генов вторичных метаболитов. Здесь сообщается об идентификации и гетерологичной экспрессии клонов еДНК, содержащих поликетидсинтазу II типа. Функциональный анализ трех систем поликетидсинтаз, полученных из почвенной ДНК, у Streptomyces albus выявил различные метаболиты, принадлежащие к хорошо известным, редким и ранее не охарактеризованным структурным семействам.Предполагается, что первая из этих систем кодирует продукцию известного антибиотика ландомицина E. Вторая, как было обнаружено, кодирует продукцию метаболита с ранее не охарактеризованной пентациклической кольцевой системой. Третье, как было обнаружено, кодирует продукцию уникальных производных KB-3346-5, которые проявляют активность против метициллин-резистентного Staphylococcus aureus и устойчивого к ванкомицину Enterococcus faecalis. Эти результаты, вместе с результатами других метагеномных исследований, направленных на малые молекулы, предполагают, что независимые от культуры подходы способны получить доступ к биосинтетическому разнообразию, которое еще не было широко изучено с использованием методов, основанных на культуре.Широкомасштабный функциональный скрининг клонов eDNA должен стать продуктивной стратегией для создания структурно не охарактеризованных ранее химических соединений для использования в будущих усилиях по разработке лекарств.

  • Открытие фермента, производного от метагенома, который производит ацил- (ацильный белок-носитель) с разветвленной цепью из альфа-кетокислот с разветвленной цепью. 08-2011. Крейг JW, Брэди SF. Chembiochem
    PubMed - PDF

  • Клонирование и характеристика кластера генов, полученных из окружающей среды ДНК, который кодирует биосинтез противоопухолевого вещества BE-54017.06-2011. Чанг Ф.Й., Брэди СФ. J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Согласно прогнозам, на грамм почвы содержатся тысячи уникальных видов бактерий. Библиотеки почвенной ДНК представляют собой большие резервуары биосинтетического разнообразия, из которых могут быть извлечены и изучены различные кластеры генов вторичных метаболитов. Скрининг архивной библиотеки почвенной ДНК с использованием праймеров, предназначенных для нацеливания на гены димеризации окситриптофана, позволил нам идентифицировать и функционально охарактеризовать первый кластер генов биосинтеза индолотриптолина.Здесь сообщается о восстановлении и гетерологичной экспрессии полученного из окружающей среды кластера генов ДНК, кодирующего биосинтез противоопухолевого вещества BE-54017. Транспозонный мутагенез идентифицировал две монооксигеназы, AbeX1 и AbeX2, как ответственные за трансформацию предшественника индолокарбазола в индолотриптолиновое ядро ​​BE-54017.

  • Производство ингибитора ацилдепсипептида HDAC, индуцированное Burkholderia thailandensis. 03-2011. Биггинс Дж. Б., Глебер К. Д., Брэди С.Ф.Org Lett
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Кластеры генов природных продуктов часто жестко регулируются, что приводит к молчанию кластеров генов в лабораторных исследованиях ферментации. Систематическая сверхэкспрессия факторов транскрипции (TF), связанных с кластерами биосинтетических генов, обнаруженными в геноме Burkholderia thailandensis E264, идентифицировала набор TF, которые при сверхэкспрессии изменяют вторичный метаболом этой бактерии. Выделение и характеристика бурхолдаков A и B, двух новых ингибиторов ацилдепситрипептидной гистондеацетилазы, продуцируемых B.thailandensis, сверхэкспрессирующий TF bhcM.

  • Метаболиты индуцированной экспрессии криптических одиночных оперонов, обнаруженные в геноме Burkholderia pseudomallei. 04-2012. Биггинс Дж. Б., Лю Х, Фэн З., Брэди С.Ф. J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Проекты по секвенированию бактериального генома обычно выявляют кластеры генов, которые, как предполагается, кодируют биосинтез не охарактеризованных малых молекул. Подмножество этих загадочных генетических элементов проявляется в виде отдельных оперонов.Здесь мы исследуем потенциальные биосинтетические системы с одним опероном, обнаруженные в геноме патогенной бактерии Burkholderia pseudomallei. Размещение этих оперонов под контролем индуцибельного промотора привело к продукции семи новых метаболитов. Среди молекул, которые мы идентифицировали, есть ингибиторы фосфодиэстераз типа 4, предполагая, что ранее скрытые биосинтетические опероны могут кодировать метаболиты, которые могут вносить вклад в микробную вирулентность, нарушая пути передачи сигналов хозяина.

  • 2.7 Разрешающая структура гликопептид сульфотрансферазы Teg14. 12-2010. Бик MJ, Баник JJ, Дарст С.А., Брэди С.Ф. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Кластер генов TEG был недавно выделен из библиотеки ДНК окружающей среды, и предполагается, что он кодирует биосинтез конгенера полисульфатированного гликопептида. Было показано, что три тесно связанных сульфотрансферазы, обнаруженные в кластере генов TEG (Teg12, Teg13 и Teg14), сульфатируют агликон тейкопланина в трех уникальных сайтах.Недавно сообщалось о кристаллических структурах первой сульфотрансферазы из кластера TEG, Teg12, в комплексе с агликоном тейкопланина и его десульфатированным косубстратом PAP [Bick et al. (2010), Biochemistry, 49, 4159-4168]. Здесь представлена ​​кристаллическая структура апоформы Teg14 с разрешением 2,7 Å. Тег14 сульфатирует гидроксифенилглицин в положении 4 агликона тейкопланина. Обсуждается структура Teg14, и проводится сравнение со структурой других бактериальных 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат-зависимых сульфотрансфераз.

  • Создание клонов ДНК из окружающей среды, богатых ферментами: источник ферментов для создания библиотек неестественных натуральных продуктов. 11-2010. Баник Дж. Дж., Крейг Дж. В., Калле ПЙ, Брэди С.Ф. J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Подробный биоинформатический анализ шести кластеров генов биосинтеза гликопептидов, выделенных из мегабиблиотек ДНК почвенной окружающей среды (эДНК), показывает, что подмножество этих кластеров генов содержит коллекции ферментов адаптации, которые, как ожидается, приведут к продукции новых конгенеров гликопептидов.В частности, сульфотрансферазы появляются в кластерах генов, происходящих из eDNA, с гораздо большей частотой, чем можно было бы предсказать на основании характеристики гликопептидов из культивируемых актиномицетов. Ферменты, обнаруженные в клонах эДНК, богатых адаптирующими ферментами, связанных с этими шестью кластерами генов, были использованы для получения серии новых сульфатированных производных гликопептидов в исследованиях дериватизации как in vitro, так и in vivo. Получение производных известных природных продуктов с помощью ферментов адаптации, происходящих из eDNA, вероятно, будет широко применимой стратегией для создания библиотек новых вариантов природных продуктов.

  • Недавнее применение метагеномных подходов к открытию противомикробных препаратов и других биоактивных малых молекул. 10-2010. Баник Дж.Дж., Брэди С.Ф. Curr Opin Microbiol
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Бактерии, выращенные в чистой культуре, явились отправной точкой для открытия многих антибактериальных средств, используемых в настоящее время. Метагеномика, которая использует независимые от культуры методы для доступа к коллективным геномам естественных бактериальных популяций, предоставляет средства изучения противомикробных препаратов, производимых большими коллекциями бактерий, которые, как известно, присутствуют в окружающей среде, но остаются невосприимчивыми к культивированию.С использованием метагеномных подходов были идентифицированы как новые низкомолекулярные антибиотики, так и новые антибактериально активные белки. Здесь обсуждается недавнее применение метагеномики к открытию биоактивных малых молекул, кластеров генов биосинтеза малых молекул и антибактериально активных ферментов.

  • Флуостатины, продуцируемые гетерологичной экспрессией кластера генов PKS типа II, полученного повторно собранной TAR ДНК окружающей среды. 08-2010. Фэн З., Ким Дж. Х., Брэди С.Ф.J Am Chem Soc
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Независимые от культуры подходы к доступу к небольшим молекулам, продуцируемым некультивируемыми бактериями, часто затруднены из-за невозможности легко клонировать фрагменты окружающей ДНК (еДНК), достаточно большие для захвата интактных кластеров биосинтетических генов, которые можно использовать в исследованиях гетерологичной экспрессии. Здесь мы показываем, что скрининг гомологии мегабиблиотек eDNA для клонов, содержащих гены биосинтеза природного продукта, в сочетании с рекомбинацией с помощью трансформации (TAR) в дрожжах, может быть использован для доступа к большим, функционально неповрежденным, кластерам генов природного продукта из окружающей среды.Кластер генов, полученных из eDNA, описанный здесь, был функционально реконструирован из двух перекрывающихся космидных клонов с использованием TAR. Описано выделение и выяснение структуры трех новых флуостатинов (F, G и H), продуцируемых этим реконструированным TAR кластером генов.

  • Клонирование больших кластеров генов природных продуктов из окружающей среды: объединение кластеров генов окружающей среды ДНК обратно вместе с TAR. 06-2010. Kim JH, Feng Z, Bauer JD, Kallifidas D, Calle PY, Brady SF. Биополимеры
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Один грамм почвы может содержать тысячи уникальных видов бактерий, из которых лишь небольшая часть регулярно культивируется в лаборатории.Хотя ферментация культивируемых микроорганизмов обеспечила доступ к многочисленным биоактивным вторичным метаболитам, с помощью этих же методов невозможно охарактеризовать природные продукты, кодируемые некультивируемым большинством. Гетерологичная экспрессия кластеров биосинтетических генов, клонированных из ДНК, извлеченной непосредственно из образцов окружающей среды (еДНК), может обеспечить доступ к химическому разнообразию, закодированному в геномах некультивируемых бактерий. Одна из проблем, стоящих перед этим подходом, заключалась в том, что многие кластеры генов биосинтеза природных продуктов слишком велики, чтобы их можно было легко захватить на одном фрагменте клонированной eDNA.Повторная сборка больших кластеров генов природных продуктов, полученных из eDNA, из коллекций меньших перекрывающихся клонов представляет собой одно из возможных решений этой проблемы. К сожалению, традиционные методы сборки больших последовательностей ДНК из нескольких перекрывающихся клонов могут быть технически сложными. Здесь мы представляем общую экспериментальную схему, которая позволяет восстановить большие кластеры генов биосинтеза природного продукта на перекрывающихся клонах космид эДНК почвенного происхождения и повторную сборку этих больших кластеров генов с использованием рекомбинации, связанной с трансформацией (TAR) в Saccharomyces cerevisiae.Разработка практических методов быстрой сборки кластеров биосинтетических генов из коллекций перекрывающихся клонов eDNA является важным шагом на пути к возможности функционального изучения более крупных кластеров генов природных продуктов из некультивируемых бактерий.

  • Ютахмицины А и В, азахиноны, продуцируемые клоном ДНК из окружающей среды. 05-2010. Бауэр Дж. Д., Кинг Р. В., Брейди С. Ф. J Nat Prod
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Два новых азахинона, утахмицины A (1) и B (2), были выделены из культур Streptomyces albus J1704, трансформированных кластером генов Erd, полученным из окружающей ДНК.Строение 1 и 2 выяснено с помощью спектроскопического анализа. Структура 1 подтверждена рентгеноструктурным анализом монокристаллов. Оба метаболита, по-видимому, возникают в результате добавления атома азота к промежуточным продуктам биосинтеза эрдацина. Утахмицин А (1) является первым примером биологически полученного 1,3-диметил-2-азаантрахинона.

  • Кристаллические структуры гликопептид сульфотрансферазы Teg12 в комплексе с агликоном тейкопланина. 05-2010. Бик MJ, Баник JJ, Дарст С.А., Брэди С.Ф.Биохимия
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Кластер генов TEG, кластер генов биосинтеза гликопептидов, который, как предполагается, кодирует биосинтез полисульфатированного конгенера гликопептидов, был недавно клонирован из ДНК, экстрагированной непосредственно из почвы пустыни. Этот предсказанный кластер гликопептидных генов содержит три тесно связанных сульфотрансферазы (Teg12, -13 и -14), которые сульфатируют тейкопланин-подобные гликопептиды в трех уникальных сайтах. Здесь мы сообщаем о серии структур: апо-структура Teg12, Teg12, связанный с десульфатированным косубстратом 3'-фосфоаденозин-5'-фосфатом, и Teg12, связанный с агликоном тейкопланина.Teg12, по-видимому, претерпевает серию значительных конформационных перестроек во время рекрутирования, связывания и катализа гликопептидов. Области петель, которые проявляют наибольшую конформационную гибкость, показывают наименьшую консервативность последовательности между сульфотрансферазами ТЭГ. Сайт-направленный мутагенез, управляемый нашими структурными исследованиями, подтвердил важность ключевых каталитических остатков, а также важность остатков, обнаруженных во всех конформационно гибких областях петли.

  • Расширение функциональной метагеномики малых молекул посредством параллельного скрининга библиотек космидной ДНК окружающей среды широкого круга хозяев в различных протеобактериях.02-2010. Крейг Дж. В., Чанг Ф.Й., Ким Дж. Х., Обиаджулу СК, Брэди С.Ф. Appl Environ Microbiol
    PubMed

    РЕФЕРАТ:
    Биосинтетическое разнообразие малых молекул, закодированное в геномах некультивируемых бактерий, является привлекательной мишенью для открытия природных продуктов с использованием функциональной метагеномики. Фенотипы, обычно связанные с продуцированием малых молекул, такие как антибиоз, измененная пигментация или измененная морфология колоний, легко идентифицируются с помощью скрининга клонов сгруппированных метагеномных библиотек.Однако функциональные методы метагеномного скрининга ограничены их внутренней зависимостью от гетерологичного хозяина экспрессии. С целью увеличения биосинтетического разнообразия малых молекул, обнаруженного в функциональных метагеномных исследованиях, мы сообщаем о фенотипическом скрининге библиотек ДНК окружающей среды широкого диапазона хозяев у шести различных протеобактерий: Agrobacterium tumefaciens, Burkholderia graminis, Caulobacter vibrioides, Escherichia coli, Pseudomonas putida , и Ralstonia Metallidurans. Описаны клон-специфичные малые молекулы, обнаруженные в экстрактах культурального бульона из пигментированных и антибактериально активных клонов, а также генетические элементы, ответственные за биосинтез этих метаболитов.Штаммы-хозяева, использованные в этом исследовании, обеспечивали доступ к уникальным наборам клонов, демонстрирующих минимальное перекрытие, тем самым демонстрируя потенциальное преимущество, предоставляемое функциональной метагеномике за счет использования нескольких различных видов хозяев.

  • Метагеномные подходы к натуральным продуктам свободноживущих и симбиотических организмов. 10-2009. Брэди С.Ф., Симмонс Л., Ким Дж. Х., Шмидт Е. В.. Nat Prod Rep
    PubMed - PDF

  • Биосинтетический путь поликетида типа II, полученный из окружающей среды, кодирует биосинтез пентациклического поликетид эрдацина.08-2009. Кинг Р.В., Бауэр Д.Д., Брейди С.Ф. Angew Chem Int Ed Engl
    PubMed - PDF

    • Выбрано редакцией Angew. Chem., Int Ed. Англ. как «горячая бумага»

      Показано на Национальном общественном радио Германии

  • Натуральные продукты из ДНК окружающей среды, хранящиеся в Ralstonia Metallidurans. 01-2009. Крейг Дж. У., Чанг Ф.Й., Брэди С.Ф. ACS Chem Biol
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Метагеномные исследования, предназначенные для доступа к новым малым молекулам из гетерологичной экспрессии ДНК окружающей среды, были сосредоточены на использовании двух модельных систем, Escherichia coli и Streptomyces spp., как гетерологичные хозяева. Доступ к биосинтетическому потенциалу ДНК, выделенной из бактерий, присутствующих в образцах окружающей среды, потребует разработки более разнообразной коллекции модельных бактериальных хозяев, которые можно использовать для скрининга библиотек ДНК окружающей среды. В этом исследовании бактерия Ralstonia Metallidurans была изучена как гетерологичный хозяин. Здесь мы сообщаем о выделении и характеристике как новых, так и известных метаболитов из пигментированных и антибактериально активных клонов, обнаруженных у R.библиотеки ДНК из окружающей среды на основе Metallidurans. Клоны, обнаруженные в этом исследовании, не передают продукцию клон-специфических метаболитов E. coli, подтверждая, что R. Metallidurans является хозяином ортогональной экспрессии, который может быть использован для увеличения количества метаболитов, обнаруженных в будущих усилиях по метагеномным открытиям.

  • Клонирование и характеристика новых кластеров гликопептидов, обнаруженных в мегабиблиотеке ДНК окружающей среды. 11-2008. Баник Дж.Дж., Брэди С.Ф. Proc Natl Acad Sci U S A
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Гликопептидные антибиотики долгое время служили лекарствами последней инстанции для лечения устойчивых к антибиотикам грамположительных бактериальных инфекций.Устойчивость к клинически значимым гликопептидам, ванкомицину и тейкопланину, угрожает подорвать полезность этого важного класса антибиотиков. ДНК, выделенная из географически разнообразной коллекции образцов почвы, была проверена с помощью ПЦР на наличие последовательностей, связанных с OxyC, ферментом окислительного связывания, обнаруженным в кластерах генов биосинтеза гликопептидов. Каждый исследуемый образец почвы содержал как минимум 1 уникальную последовательность гена OxyC. В попытке получить доступ к кластерам биосинтетических генов, связанных с этими последовательностями OxyC, из одного образца почвы была создана мегабиблиотека ДНК окружающей среды (eDNA), состоящая из 10 000 000 членов.Два уникальных кластера гликопептидных генов были извлечены из этой мегабиблиотеки эДНК. Используя агликон тейкопланина и 3 сульфотрансферазы, обнаруженные в одном из этих кластеров генов, были получены моно-, ди- и трисульфатированные конгенеры гликопептидов. Высокая частота, с которой гены OxyC были обнаружены в образцах окружающей среды, указывает на то, что библиотеки почвенной эДНК, вероятно, будут полезным источником кластеров гликопептидных генов. Ферменты, обнаруженные в этих кластерах генов, должны быть полезны для создания новых аналогов гликопептидов.Мегабиблиотеки ДНК окружающей среды, подобные той, что была построена для этого исследования, могут обеспечить доступ ко многим кластерам генов биосинтеза природного продукта, которые, как предполагается, присутствуют в почвенных микробиомах.

  • Паэрукумарин, новый метаболит, продуцируемый кластером генов pvc из синегнойной палочки. 10-2008. Кларк-Пирсон MF, Брэди SF. J Бактериол
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    Кластер генов pvc из Pseudomonas aeruginosa был связан с биосинтезом как хромофора пиовердина, так и псевдовердина.Наше повторное исследование роли этого кластера генов в биосинтезе вторичных метаболитов P. aeruginosa показывает, что его основным продуктом на самом деле является паерукумарин, новый функционализированный изонитрилом кумарин.

  • Цитоскирины и цитоспороны, продуцируемые Cytospora sp. CR200: систематика, ферментация и биологическая активность. 05-2008. Сингх МП, Джансо Дж. Э., Брэди С.Ф. Мар Наркотики
    PubMed - PDF

    РЕФЕРАТ:
    При скрининге эндофитных грибов из Коста-Рики на предмет биологической активности было обнаружено, что культура гриба CR200, выделенная из дерева пуговицы, содержит соединения, которые инициируют повреждение ДНК в тестируемом штамме E.coli (анализ биохимической индукции, BIA) и подавляют рост грамположительных бактерий, включая устойчивые к антибиотикам штаммы. Два новых бисантрахинона (цитоскирины A и B) и пять новых родственных октакетидов (цитоспороны A-E) были выделены из ферментационных бульонов этого гриба. Цитоскирин A проявлял мощную антибактериальную активность in vitro (MIC против грамположительных бактерий, 0,03-0,25 мкг / мл) и ДНК-повреждающую активность (10 нг / пятно), тогда как цитоскирин B был неактивен в этих анализах. Среди цитоспоронов только D и E проявляли грамположительную активность, но они не проявляли активности в BIA.Механически цитоскирин А специфически ингибировал синтез ДНК в E. coli imp при его МИК; однако он также умеренно ингибировал синтез белка при 2-кратном превышении МПК. Цитоскирин А проявлял слабую цитотоксичность в отношении линий опухолевых клеток (IC50> 5 мкг / мл) по сравнению с известными противоопухолевыми средствами. Было обнаружено, что внутренняя транскрибируемая спейсерная область ядерной рибосомы CR200 имеет наибольшее сходство (94-96%) с Cytospora spp.

  • Комментировать

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *