Caractérisation de voies de biosynthèse d'antibiotiques de la famille des pyrrolamides

Abstract

La congocidine (nétropsine) est un antibiotique de la famille des pyrrolamides produit par Streptomyces ambofaciens. Nous avons identifié, dans la région terminale droite du chromosome de S. ambofaciens, le groupe de gènes qui dirige la biosynthèse de congocidine. L'expression du groupe de gènes dans un hôte hétérologue et la délétion de huit des 22 gènes confirme l'implication de ce groupe de gènes dans la biosynthèse de la congocidine. Il est possible d'attribuer à neuf de ces gènes une fonction spécifique dans la régulation, la résistance ou l'assemblage de la congocidine. La congocidine est assemblée par une synthétase de peptides non ribosomiques (NRPS) présentant plusieurs aspects originaux. Elle est constituée par un module libre et plusieurs domaines isolés codés par quatre gènes et utilise de manière itérative un domaine d'adénylation. L'étude du gène cgc1 suggère que Cgc1 serait un régulateur orphelin apparenté à ceux des systèmes à deux composants et activant la transcription des gènes cgc. La recherche d'autres groupes de gènes dirigeant la synthèse de pyrrolamides a permis d'identifier chez Streptomyces neptrosis la majorité des gènes de biosynthèse de la nétropsine, molécule similaire à la congocidine, et chez Streptomyces distallicus la majorité des gènes de biosynthèse de la distamycine. Les résultats préliminaires obtenus montrent que des gènes homologues aux gènes cgc, organisés de manière similaire, dirigent la biosynthèse de ces deux pyrrolamides.Congocidine (netropsin) is a pyrrole-amide antibiotic produced by Streptomyces ambofaciens. We have identified, in the right terminal region of the chromosome of S. ambofaciens, the gene cluster that directs congocidine biosynthesis. Heterologous expression of the cluster and in-frame deletion of eight of the 22 genes confirmed the involvement of this cluster in congocidine biosynthesis. Nine genes can be assigned functions in regulation, resistance or congocidine assembly. Congocidine is assembled by a non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) exhibiting some original features. This NRPS is constituted of a freestanding module and several single domain proteins encoded by four genes and it uses iteratively a single adenylation domain. The study of cgc1 suggests that Cgc1 could be an orphan response regulator related to those of two component systems and activating the transcription of the cgc genes. Other gene clusters directing the biosynthesis of pyrrole-amide antibiotics have been identified. Most of the gene cluster directing the biosynthesis of neptrosin (a compound identical to congocidine) was identified in Streptomyces neptrosis and most of the gene cluster involved in distamycin biosynthesis was identified in Streptomyces distallicus. The preliminary results obtained indicated that homologues of the cgc genes, with a comparable genetic organization, direct the biosynthesis of these two pyrrole-amide antibiotics.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF