Suppr超能文献

过表达替代 sigma 因子可使 II 型聚酮化合物生物合成途径在大肠杆菌中的异源表达。

Alternative sigma factor over-expression enables heterologous expression of a type II polyketide biosynthetic pathway in Escherichia coli.

机构信息

Department of Chemistry, University of Ottawa, Ottawa, Ontario, Canada.

出版信息

PLoS One. 2013 May 28;8(5):e64858. doi: 10.1371/journal.pone.0064858. Print 2013.

Abstract

BACKGROUND

Heterologous expression of bacterial biosynthetic gene clusters is currently an indispensable tool for characterizing biosynthetic pathways. Development of an effective, general heterologous expression system that can be applied to bioprospecting from metagenomic DNA will enable the discovery of a wealth of new natural products.

METHODOLOGY

We have developed a new Escherichia coli-based heterologous expression system for polyketide biosynthetic gene clusters. We have demonstrated the over-expression of the alternative sigma factor σ(54) directly and positively regulates heterologous expression of the oxytetracycline biosynthetic gene cluster in E. coli. Bioinformatics analysis indicates that σ(54) promoters are present in nearly 70% of polyketide and non-ribosomal peptide biosynthetic pathways.

CONCLUSIONS

We have demonstrated a new mechanism for heterologous expression of the oxytetracycline polyketide biosynthetic pathway, where high-level pleiotropic sigma factors from the heterologous host directly and positively regulate transcription of the non-native biosynthetic gene cluster. Our bioinformatics analysis is consistent with the hypothesis that heterologous expression mediated by the alternative sigma factor σ(54) may be a viable method for the production of additional polyketide products.

摘要

背景

目前,异源表达细菌生物合成基因簇是研究生物合成途径的不可或缺的工具。开发一种有效的、通用的异源表达系统,可应用于宏基因组 DNA 的生物勘探,将能够发现大量新的天然产物。

方法

我们开发了一种新的基于大肠杆菌的聚酮生物合成基因簇异源表达系统。我们证明了替代 σ 因子 σ(54)的过表达可直接且正向调控大肠杆菌中环氧四环素生物合成基因簇的异源表达。生物信息学分析表明,σ(54)启动子存在于近 70%的聚酮和非核糖体肽生物合成途径中。

结论

我们证明了一种新的土霉素聚酮生物合成途径异源表达机制,其中异源宿主中的高水平多功能 σ 因子直接正向调控非天然生物合成基因簇的转录。我们的生物信息学分析与替代 σ 因子 σ(54)介导的异源表达可能是产生额外聚酮产物的可行方法的假设一致。

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