КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-24-00684
НазваниеКомплексное исследование линаридинового кластера в геноме Rothia dentocariosa ATCC 17931
Руководитель Андреева Юлия Валериевна, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук , г Москва
Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-208 - Молекулярная биология
Ключевые слова рибосомно синтезированные посттрансляционно модифицированные пептиды, механизм биосинтеза, антибиотическая устойчивость, пептиды, антибиотики, природные антибиотики, механизм действия антибиотиков, посттрансляционные модификации, биосинтетический генный кластер, созревание пептидов-предшественников, линаридины, лантипептиды, ферменты биосинтеза, кристаллография, ЯМР
Код ГРНТИ34.15.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Возникновение и широкое распространение резистентности к антибиотикам среди патогенных штаммов является серьёзной проблемой, признанной Генеральной Асамблеей ООН. В связи с этим, изучение новых природных антибиотиков, механизмов их биосинтеза и действия является важной и актуальной задачей. Данный проект направлен на увеличение знаний о линаридинах. Линаридины это природные пептиды из недавно описанной группы рибосомально синтезируемым и посттрансляционно модифицируемых пептидов. Структура линаридинов характеризуется наличием в составе ее пептидных цепей дегидратированных остатков серина, треонина и цистеина, метилированного N-концевого пептидного остатка и АviCys модификации на С-конце пептида. Линаридины - линейные дегидратированные молекулы по своей структуре напоминающие лантипептиды, сравнительно небольшие и весьма стабильные антибиотики, которые не обладают токсичностью по отношению к клеткам млекопитающих и характеризуются низкой степенью развития резистентности со стороны патогенных штаммов бактерий.
Гены, кодирующие белки биосинтеза линаридинов, а также пептид-предшественник, белки транспорта закодированы в одном кластере генов, но система биосинтеза линаридинов имеет ряд отличий от механизма биосинтеза лантипептидов: так дегидратированные аминокислоты, встречающиеся, как в структурах лантипептидов, так и линаридинов, вносятся в структуру линаридинов не за счет работы лантипептид-специфичной дегидратазы, а целым комплексом ферментов, отвечающих за биосинтез. По данным полученным в ходе геномных поисков с целью обнаружения похожих кластеров линаридины были разделены на 3 субсемейства: A, B и C в зависимости от организации генов основных белков биосинтеза в кластерах и присутствия дополнительных генов, из 5 описанных представителей линаридинов большинство принадлежало субсемейству А типа. Однако, на настоящий момент, описано всего несколько представителей линаридинового семейства, при этом механизмы биосинтеза практически не охарактеризованы, но для наиболее изученных ферментов биосинтеза был показан широкий субстратный промискуитет, что может быть в дальнейшем использовано, например, для модификации уже использующихся пептидных антибиотиков. Зачастую в кластерах линаридинов присутствуют гены, кодирующие белки, которые, вероятно, отвечают за дополнительные пост-трансляционные модификации, ранее не описанные ни для лантипептидов, ни для линаридинов, вероятно, многие из этих белков так же будут обладать широкой субстратной специфичностью, что делает исследование таких ферментов весьма перспективным. При этом для нескольких из описанных линаридинов была показана антибактериальная активность против Staphylococcus aureus, Clostridium difficile, Bacillus subtilis 168, Micrococcus luteus, но не описан ее механизм и точная клеточная мишень. Только для одного из представителей предположено, что он может блокировать синтез клеточной стенки или взаимодействовать с ней.
Все это придает интерес к изучению линаридинов, как к перспективным антибактериальным соединениям с потенциально широким диапазоном практического применения.
В настоящем проекте планируется изучить механизм биосинтеза линаридина, а так же провести структурный и функциональный анализ пептидного продукта линаридинового кластера, закодированного в геноме Rothia dentocariosa ATCC 17931. Данные, полученные в ходе выполнения проекта, будут не только способствовать пониманию работы систем биосинтеза линаридинов, но и могут быть в дальнейшем использованы для искусственной модификации уже известных пептидных антибиотиков с целью улучшения их биохимических и фармакологических характеристик, а также для увеличения их активности и стабильности.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ