undefined

Direct pathway cloning and expression of the radiosumin biosynthetic gene cluster

Publiceringsår

2023

Upphovspersoner

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.

Abstrakt

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.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Helsingfors universitet

Fewer David P.

Gaiani Greta

Koistinen Hannu

Jokela Jouni

Wahlsten Matti

Permi Perttu

Ouyang Xiaodan

Östra Finlands universitet

Poso Antti Tapani Orcid -palvelun logo

Bartos Piia Pauliina Orcid -palvelun logo

Helsingforsregionens universitetscentralsjukhus specialupptagningsområde

Fewer David P.

Gaiani Greta

Koistinen Hannu

Jokela Jouni

Wahlsten Matti

Permi Perttu

Ouyang Xiaodan

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Moderpublikationens namn

Organic & Biomolecular Chemistry

Volym

21

Nummer

23

Sidor

4893-4908

Publikationsforum

64495

Publikationsforumsnivå

2

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Licens för förläggarens version

CC BY

Parallellsparad

Ja

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Kemi; Farmaci; Ekologi, evolutionsbiologi; Biokemi, cell- och molekylärbiologi; Växtbiologi, mikrobiologi, virologi

Nyckelord

[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]

Publiceringsland

Förenade kungariket

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1039/d3ob00385j

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja