Direct pathway cloning and expression of the radiosumin biosynthetic gene cluster
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Ouyang, Xiaodan; D'Agostino, Paul M.; Wahlsten, Matti; Delbaje, Endrews; Jokela, Jouni; Permi, Perttu; Gaiani, Greta; Poso, Antti; Bartos, Piia; Gulder, Tobias A. M.; Koistinen, Hannu; Fewer, David P.
Tiivistelmä
Radiosumins are a structurally diverse family of low molecular weight natural products that are produced by cyanobacteria and exhibit potent serine protease inhibition. Members of this family are dipeptides characterized by the presence of two similar non-proteinogenic amino acids. Here we used a comparative bioinformatic analysis to identify radiosumin biosynthetic gene clusters from the genomes of 13 filamentous cyanobacteria. We used direct pathway cloning to capture and express the entire 16.8 kb radiosumin biosynthetic gene cluster from Dolichospermum planctonicum UHCC 0167 in Escherichia coli. Bioinformatic analysis demonstrates that radiosumins represent a new group of chorismate-derived non-aromatic secondary metabolites. High-resolution liquid chromatography-mass spectrometry, nuclear magnetic resonance spectroscopy and chemical degradation analysis revealed that cyanobacteria produce a cocktail of novel radiosumins. We report the chemical structure of radiosumin D, an N-methyl dipeptide, containing a special Aayp (2-amino-3-(4-amino-2-cyclohexen-1-ylidene) propionic acid) with R configuration that differs from radiosumin A–C, an N-Me derivative of Aayp (Amyp) and two acetyl groups. Radiosumin C inhibits all three human trypsin isoforms at micromolar concentrations with preference for trypsin-1 and -3 (IC50 values from 1.7 μM to >7.2 μM). These results provide a biosynthetic logic to explore the genetic and chemical diversity of the radiosumin family and suggest that these natural products may be a source of drug leads for selective human serine proteases inhibitors.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Helsingin yliopisto
Fewer David P.
Gaiani Greta
Koistinen Hannu
Jokela Jouni
Wahlsten Matti
Permi Perttu
Ouyang Xiaodan
Helsingin seudun yliopistollisen keskussairaalan erityisvastuualue
Fewer David P.
Gaiani Greta
Koistinen Hannu
Jokela Jouni
Wahlsten Matti
Permi Perttu
Ouyang Xiaodan
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Volyymi
21
Numero
23
Sivut
4893-4908
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Farmasia; Ekologia, evoluutiobiologia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia; Kasvibiologia, mikrobiologia, virologia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdistynyt kuningaskunta
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1039/d3ob00385j
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä