undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Helsingin yliopisto

Fewer David P.

Gaiani Greta

Koistinen Hannu

Jokela Jouni

Wahlsten Matti

Permi Perttu

Ouyang Xiaodan

Itä-Suomen yliopisto

Poso Antti Tapani Orcid -palvelun logo

Bartos Piia Pauliina Orcid -palvelun logo

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

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

21

Numero

23

Sivut

4893-4908

Julkaisu­foorumi

64495

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