Análisis funcional de genes tardíos de la ruta biosintética de la pimaricina de "Stretomyces natalensis"

Resumen

La primaricina es una molécula prototipo de los macrólidos polienos utilizada en la industria alimentaria y en oftalmología en la prevención de infecciones fúngicas. La agrupación génica responsable de la biosíntesis de este antibiótico en S.natalensis ATCC 27448 ha sido secuenciada. La secuencia ha desvelado la presencia de cinco genes que codifican para la sintasa de la pimaricina (PIMS), pimSO- pimS4, y 13 genes adicionales posiblemente relacionados con la modificación, regulación y secreción de la pimaricina. En esta tesis, se realiza un estudio funcional de los genes de pimD, pimK y pimE. El gen pimD codifica para una citocromo P-450 monooxifenasa funcional implicada en la epoxidación en C4-C5 de la pimaricina. La inactivación génica de pimD resultó en la obtención del mutante S.natalensis 6D41. La caracterización de este mutante mostró que producía 4,5- desepoxipimaricina retiene cierta actividad biológica aunque siete veces inferior que la de la pimaricina. La purificación de la proteína codificada por pimD, PimD. El gen pimK codifica para una glucosiltransferasa responsable de la introducción del residuo de micosamina en el anillo macrocíclico de la pimaricinolida. La inactivación de pimK resultó en la obtención del mutante S.natalensis 1D62 que produce 15-desmicosamina-4,5-desepoxipimaricina. Este nuevo compuesto, un precursor de la pimaricina, no presentó actividad biológica. Al contrario de algunos polienos, el residuo de micosamina resulta ser esencial para la actividad de la pimaricina. Los resultados obtenidos han permitido concluir que los últimos pasos de la ruta biosintética de la pimaricina, se realizan de una forma secuencial actuando PimD después de PimK. El gen pimE codifica para una proteína precursora de una colesterol oxidasa funcional. La inactivación de este gen originó la cepa no productora de pimaricina, S.natalensis 1D31.