Актинобактерії, виділені з малодосліджених біотопів, становлять інтерес як продуценти біологічно активних сполук. В цій роботі ми повідомляємо про про-дуцента антибіотика лідикаміцину Je 1-6, виділеного з ризосферного ґрунту ялівцю високого Juniperus excelsa Bieb. (Кримський півострів, Україна), який виявляв антагоністичні властивості проти грам-позитивних бактерій. На основі аналізу послідовності гена 16S рРНК штам Je 1-6 був афілійований до роду Streptomyces. Неочищений екстракт з біомаси цього штаму пригнічував ріст різних шпитальних мультирезистентних ізолятів Staphylococcus sp. В результаті дереплікативного аналізу в екстракті Streptomyces sp. Je 1-6 виявлено антибіотик лідикаміцин та його похідні: 30-деметиллідикаміцин, 30-деметил-8-дезоксилідикаміцин і 8-дезоксилідикаміцин. Мультилокусний аналіз, на основі гена 16S рРНК і п’яти генів «домашнього господарства» atpD, gyrB, rpoB, recA та trpB штаму Streptomyces sp. Je 1-6, показав високий рівень їхньої ідентичності з генами штаму Streptomyces sp. ID38640.
Ключові слова: Streptomyces, мультилокусний аналіз, філогенетичний аналіз, лідикаміцин, гени «домашнього господарства»
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Ahmad, M.S., El-Gendy, A.O., Ahmed, R.R., et al., Exploring the antimicrobial and antitumor potentials of Streptomyces sp. AGM12-1 isolated from Egyptian soil, Front. Microbiol., 2017, vol. 8, p. 438. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00438
2. Aminov, R., History of antimicrobial drug discovery: major classes and health impact, Biochem. Pharmacol., 2017, vol. 133, pp. 4–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2016.10.001
3. Bauer, A.W., Kirby, W.M., Sherris, J.C., et al., Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method, Am. J. Clin. Pathol., 1996, vol. 45, pp. 493–496.
4. Bilyk, O., Sekurova, O.N., Zotchev, S.B., et al., Cloning and heterologous expression of the grecocycline bio-synthetic gene cluster, PLoS One, 2016, vol. 11, no. 7. e0158682. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0158682
5. Buckingham, J., Dictionary of Natural Products, London: CRC Press/Taylor and Francis Group, 1993.
6. Edgar, R.C., MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput, Nucleic Acids Res., 2004, vol. 32, pp. 1792–1797. https://doi.org/10.1093/nar/gkh340
7. Felsenstein, J., Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach, J. Mol. Evol., 1981, vol. 17, pp. 368–376.
8. Felsenstein, J., Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap, Evolution, 1985, vol. 39, pp. 783–791.
9. Furumai, T., Eto, K., Sasaki, T., et al., TPU-0037-A, B, C and D, novel lydicamycin congeners with anti-MRSA activity from Streptomyces platensis TP-A0598, J. Antibiot., 2002, vol. 55, no. 10, pp. 873–880. https://doi.org/10.7164/an-tibiotics.55.873
10. Genilloud, O., Actinomycetes: still a source of novel antibiotics, Nat. Prod. Rep., 2017, vol. 34, pp. 1203–1232. https://doi.org/10.1039/c7np00026j
11. Goodfellow, M. and Williams, S., Ecology of actinomycetes, Ann. Rev. Microbiol., 1983, vol. 37, pp. 189–216.
12. Guo, Y., Zheng, W., Rong, X., et al., A multilocus phylogeny of the Streptomyces griseus 16S rRNA gene clade: use of multilocus sequence analysis for streptomycete systematics, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2008, vol. 58, pp. 149–159. https://doi.org/10.1099/ijs.0.65224-0
13. Hayakawa, Y., Kanamaru, N., Shimazu, A., et al., Lydicamycin, a new antibiotic of a novel skeletal type. I. Taxonomy, fermentation, isolation and biological activity, J. Antibiot., 1991, vol. 44, no. 3, pp. 282–287.
14. Khamna, S., Yokota, A., and Lumyong, S., Actinomycetes isolated from medicinal plant rhizosphere soils: diversity and screening of antifungal compounds, indole-3-acetic acid and siderophore production, World J. Microbiol. Biotechnol., 2009, vol. 25, pp. 649–655. https://doi.org/10.1007/s11274-008-9933-x
15. Kieser, B., Buttner, M., Charter, K., and Hopwood, B., Practical Streptomyces Genetics, Norwich: John Innes Foundation, 2000.
16. Kimura, M., A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences, J. Mol. Evol., 1980, vol. 16, pp. 111–120.
17. Komaki, H., Hosoyama, A., Igarashi, Y., et al., Streptomyces lydicamycinicus sp. nov. and its secondary metabolite biosynthetic gene clusters for polyketide and nonribosomal peptide compounds, Microorganisms, 2020, vol. 8, no. 3, p. 370. https://doi.org/10.3390/microorganisms8030370
18. Kostyanev, T. and Can, F., The global crisis of antimicrobial resistance, in Antimicrobial Stewardship, 1st ed., Pulcini, C., Ergonul, O., Can, F., and Beovic, B., Eds., Cambridge: Academic Press, 2017, pp. 3–12.
19. Kumar, S., Stecher, G., Li, M., et al., MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms, Mol. Biol. Evol., 2018, vol. 35, no. 6, pp. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096
20. Labeda, D.P., Doroghazi, J.R., Ju, K.S., et al., Taxonomic evaluation of Streptomyces albus and related species using multilocus sequence analysis and proposals to emend the description of Streptomyces albus and describe Streptomyces pathocidini sp. nov., Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2014, vol. 64, pp. 894–900. https://doi.org/10.1099/ijs.0.058107-0
21. Liu, D., Yan, R., Fu, Y., et al., Antifungal, plant growth-promoting, and genomic properties of an endophytic actinobacterium Streptomyces sp. NEAU-S7GS2, Front. Microbiol., 2019, vol. 10, p. 2077. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02077
22. Maciejewska, M., Pessi, I.S., Arguelles-Arias, A., et al., Streptomyces lunaelactis sp. nov., a novel ferroverdin A-producing Streptomyces species isolated from a moonmilk speleothem, Antonie van Leeuwenhoek, 2015, vol. 107, pp. 519–531. https://doi.org/10.1007/s10482-014-0348-4
23. Raju, R., Gromyko, O., Fedorenko, V., et al., Juniperolide A: a new polyketide isolated from a terrestrial actinomycete, Streptomyces sp., Org. Lett., 2012a, vol. 14, no. 23, pp. 5860–5863. https://doi.org/10.1021/ol302766z
24. Raju, R., Gromyko, O., Fedorenko, V., et al., Leopolic acid A, isolated from a terrestrial actinomycete, Streptomyces sp., Tetrahedron Lett., 2012b, vol. 53, pp. 6300–6301. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2012.09.046
25. Rebets, Y., Ostash, B., Luzhetskyy, A., et al., Production of landomycins in Streptomyces globisporus 1912 and S. cyanogenus S136 is regulated by genes encoding putative transcriptional activators, FEMS Microbiol. Lett., 2003, vol. 222, pp. 149–153. https://doi.org/10.1016/S0378-1097(03)00258-1
26. Rong, X. and Huang, Y., Taxonomic evaluation of the Streptomyces hygroscopicus clade using multilocus sequence analysis and DNA–DNA hybridization, validating the MLSA scheme for systematics of the whole genus, Syst. Appl. Microbiol., 2012, vol. 35, no. 1, pp. 7–18. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2011.10.004
27. Running, W., Computer software reviews, Chapman and Hall Dictionary of Natural Products on CD-ROM, J. Chem. Inf. Model., 1993, vol. 33, pp. 934–935.
28. Saitou, N. and Nei, M., The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees, Mol. Biol. Evol., 1987, vol. 4, pp. 406–425.
29. Sosio, M., Gaspari, E., Iorio, M., et al., Analysis of the Pseudouridimycin biosynthetic pathway provides insights into the formation of C-nucleoside antibiotics, Cell Chem. Biol., 2018, vol. 25, pp. 540–549. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2018.02.008
30. Ventola, C.L., The antibiotic resistance crisis, part 1: causes and threats, P&T, 2015, vol. 40, no. 4, pp. 277–283.
31. Viaene, T., Langendries, S., Beirinckx, S., et al., Streptomyces as a plant’s best friend?, FEMS Microbiol. Ecol., 2016, vol. 92, no. 8. fiw119. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw119
32. Wang, Q., Garrity, G.M., Tiedje, J.M., et al., Naive Bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy, Appl. Environ. Microbiol., 2016, vol. 73, pp. 5261–5267. https://doi.org/10.1128/AEM.00062-07