Мутації стійкості до антибіотиків, які впливають на біосинтез ландоміцину е у streptomyces globisporus 1912-2 і ногаламіцину в streptomyces nogalater imet 43360

АНОТАЦІЯ

Громико О.М. Мутації стійкості до антибіотиків, які впливають на біосинтез ладоміцину Е у Streptomyces globisporus 1912-2 і ногаламіцину в Streptomyces nogalater IMET43360. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 - генетика. - Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, 2008.

У дисертації описано розроблення ефективних шляхів конструювання високоактивних продуцентів протипухлинних антибіотиків ландоміцину Е Streptomyces globisporus 1912-2 і ногаламіцину Streptomyces nogalater IMET43360.

Досліджено спонтанну мінливість штамів S. globisporus та S. nogalater IMET43360 за антибіотичною активністю за умов їх вирощування на різних поживних середовищах. Вивчено вплив різних доз УФ та НГ на виживання та антибіотичну активність штамів цих штамів. Штам S. nogalater IMET43360 є стійкішим до дії мутагенів (УФ і НГ) порівняно з S. globisporus 1912-2. Дози УФ, які знижують виживання спор досліджуваних штамів до 1% та НГ - до 10-20% є ефективними для виділення мутантів з підвищеним синтезом ландоміцину та ногаламіцину. Визначено спектри та рівні стійкості штамів S. globisporus 1912-1, 1912-2, 3-1, LND901 і S. nogalater IMET43360 до антибіотиків. Опрацьовано підходи до селекції мутантів S. globisporus 1912-2 та S. nogalater IMET43360, стійких до еритроміцину, хлорамфеніколу і стрептоміцину. Визначено групи резистентних мутантів, серед яких доцільно здійснювати пошук високоактивних продуцентів антибіотиків. Отримано колекцію Eryr-, Cmlr- і Strr-мутантів S. globisporus 1912-2 і S. nogalater IMET43360, що володіють підвищеною здатністю до синтезу ландоміцину Е і ногаламіцину. Виділено та запатентовано стрептоміцин-стійкий мутант S. globisporus Smy622, який у 200 разів більше синтезує ландоміцину Е, ніж вихідна культура. Клоновано та секвеновано ген rpsL з клітин S. globisporus 1912-2 та його мутанта Smy622. Високий рівень стрептоміцин-стійкості Smy622 зумовлений заміною нуклеотидів А на G у позиції 128. Підвищений рівень біосинтезу ландоміцину Е в штаму Smy622 корелює з посиленою експресією гена lndІ, який кодує шлях-специфічний активатор транскрипції структурних генів біосинтезу ландоміцину Е.

Ключові слова: Streptomyces, антибіотики, стійкість до антибіотиків, ангуцикліни, антрацикліни, ландоміцин Е, ногаламіцин.

АНОТАЦИЯ

Громыко А.Н. Мутации устойчивости к антибиотикам, которые влияют на биосинтез ландомицина Е в Streptomyces globisporus 1912-2 и ногаламицина в Streptomyces nogalater IMET43360. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.15 - генетика. - Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев, 200 .

В диссертации описана разработка эффективных путей конструирования высокоактивных продуцентов антираковых антибиотиков ландомицина Е S. globisporus 1912-2 и ногаламицина S. nogalater IMET43360.

Исследовано спонтанную изменчивость штаммов S. globisporus и S. nogalater IMET43360 по антибиотической активности при выращивании их на разных питательных средах. Изучено влияние разных доз УФ и НГ на выживание и антибиотическую активность этих штаммов. Штамм S. nogalater IMET43360 более устойчив к действию мутагенов (УФ и НГ) соотносительно с S. globisporus 1912-2. Дозы УФ, которые снижают выживание спор исследованных штаммов до 1% и НГ - до 10-20% являются эффективными для виделения мутантов с повышенным синтезом ландомицина Е и ногаламицина. Определены спектры и уровни резистентности штаммов S. globisporus 1912-1, 1912-2, 3-1, LND901 и S. nogalater IMET43360 к антибиотикам. Разработаны подходы к селекции мутантов S. globisporus 1912-2 и S. nogalater IMET43360, устойчивых к еритромицину, хлорамфениколу и стрептомицину. Определены группы устойчивых мутантов, среди которых целесообразно вести поиск высокоактивных продуцентов антибиотиков. Получена коллекция Eryr-, Cmlr- и Strr-мутантов S. globisporus 1912-2 и S. nogalater IMET43360, которые владеют способностью к повышенному синтезу ландомицина Е и ногаламицина. Выделен и запатентован стрептомицин-резистентный мутант S. globisporus Smy622, который в 200 раз больше синтезирует ландомицина Е, чем исходная культура. Клонирован и секвенирован ген rpsL из клеток S. globisporus 1912-2 и его мутанта Smy622. Высокий уровень стрептомицин-устойчивости Smy622 обусловлен заменой нуклеотидов А на G в позиции 128. Повышенный уровень биосинтеза ландомицина Е у штамма Smy622 корелирует с усиленной экспресией гена lndІ, который кодирует путь-специфический активатор транскрипции структурных генов биосинтеза ландомицина Е.

Ключевые слова: Streptomyces, антибиотики, устойчивость к антибиотикам, ангуциклины, антрациклины, ландомицин Е, ногаламицин.

ANNOTATION

Gromyko O. M. Antibiotic resistance mutations that influence the biosynthesis of landomycin E in Streptomyces globisporus 1912-2 and nogalamycin in Streptomyces nogalater IMET43360.

Dissertation for Philosophy Doctor degree in Biology (Cand. Biol Sci.), specialty 03.00.15 - genetics.-Institute of cell biology and genetic engineering, Ukrainian Academy of Sciences, Kiev, 2008

The dissertation offers the description of approaches towards the construction of highly active producers of antitumor antibiotics landomycin E (Streptomyces globisporus 1912-2) and nogalamycin (Streptomyces nogalater IMET43360).

Spontaneous variability of antibiotic activity of S. globisporus and S. nogalater strains has been investigated under different growth conditions. The influence of different doses of ultraviolet (UV) irradiation and nitrosoguanidine (NG) on strain survival and antibiotic activity has been studied. Strain S. nogalater IMET43360 is more resistant to UV and NG when comparing to S. globisporus 1912-2. UV and NG doses decreasing the spore survival of studied strains to 1% and 10-20%, respectively, are efficient for isolation for mutants with increased landomycin and nogalamycin production. The spectra and levels of resistance of strains S. globisporus (1912-1, 1912-2, 3-1, LND901) and S. nogalater IMET43360 to antibiotics have been determined. The approaches towards selection of S. globisporus and S. nogalater mutants resistant to erythromycin, chloramphenicol and streptomycin. The groups of resistant mutants were determined which can be used for selection of highly active producers of antitumor antibiotics. The collection of Eryr-, Cmlr-, Strr- S. globisporus 1912-2 and S. nogalater IMET43360 mutants has been obtained displaying improved ability to produce landomycin and nogalamycin. Mutant S. globisporus Smy622 producing 200-fold amount of landomycin E in comparison with initial strain was isolated and patented. The gene rpsL was cloned and sequenced from the wild type and Smy622 S. globisporus strains. The high streptomycin resistance level of Smy622 strain is caused by nucleotide change (A to G) in position 128 of rpsL gene. The improved level of landomycin E biosynthesis in Smy622 strain correlates with increased expression of lndI gene encoding pathway-specific transcriptional activator of structural landomycin E biosynthetic genes.

Keywords: Streptomyces, antibiotics, antibiotic resistance, angucycline, anthracycline, landomycin Е, nogalamycin.

Размещено на Allbest.ru