Studies on the Biosynthesis of Guanidine-Containing Cyclic Lipopeptides from Lysobacter spp.

Abstract

Die Dissertation ist gesperrt bis zum 18. Juli 2024 !

Lipopeptid-Antibiotika bilden eine pharmazeutisch interessante Substanzklasse, die eine Reihe von klinisch relevanten Antibiotika umfasst. Guanidin-haltige zyklischen Lipopeptide, die durch das natürlich vorkommende Empedopeptin (EMP), die Tripropeptine (TPP) und die Plusbacine (PLUS) repräsentiert werden, zeigen eine starke antibakterielle Wirkung gegen eine Vielzahl von gram-positiven Krankheitserregern. Trotz der recht großen Unterschiede in der Wirkstärke der wichtigsten Vertreter dieser Gruppe ist die strukturelle Ähnlichkeit innerhalb der Guanidin-haltigen zyklischen Lipopeptide auffällig. EMP, TPP sowie PLUS weisen ein Octapeptid-Makrolacton als Teil ihrer Struktur auf, welches mit einem Lipidschwanz acyliert ist. Während die Aminosäurenzusammensetzung der südlichen Hemisphäre des Makrozyklus identisch ist, treten in der nördlichen Hemisphäre Modifikationen auf. Ebenso kann der Fettsäureschwanz entweder verzweigt oder unverzweigt auftreten, sowie in seiner Länge variieren. Um den biosynthetischen Locus für die Produktion von Tripropeptin zu lokalisieren, wurde das gesamte Genom des Tripropeptin-Produzenten Lysobacter BMK333-48F3 sequenziert. Auf Grundlage dieser Daten wurde ein mutmaßliches biosynthetisches Gencluster (BGC) identifiziert, das aus nichtribosomalen Peptidsynthetase (NRPS) Strukturgenen und benachbarten akzessorischen Genen besteht, die für Dioxygenasen kodieren. Zusätzlich wurde das BGC von Plusbacin in Lysobacter firmicutimachus PB-6250T mittels Knockouts verifiziert. Um Einblicke in die Biosynthese der Guanidin-haltigen zyklischen Lipopeptide zu erhalten, wurden Knockout- sowie Überexpressionsstudien durchgeführt. Hierbei waren die Hydroxylierungsprozesse einzelner Aminosäuren und die Aufgabe der im Gencluster kodierten Dioxgenasen von besonderem Interesse.