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 merOrganisationer och upphovspersoner
Helsingfors universitet
Fewer David P.
Gaiani Greta
Koistinen Hannu
Jokela Jouni
Wahlsten Matti
Permi Perttu
Ouyang Xiaodan
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
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Moderpublikationens namn
Volym
21
Nummer
23
Sidor
4893-4908
ISSN
Publikationsforum
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