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학술저널
저자정보
Park Ji-Hee (Department of Biological Sciences and Bioengineering Inha University Incheon 22212 Republic of Kore) Park Heung-Soon (Department of Biological Sciences and Bioengineering Inha University Incheon 22212 Republic of Kore) Nah Hee-Ju (Department of Biological Sciences and Bioengineering Inha University Incheon 22212 Republic of Kore) Kang Seung-Hoon (Department of Biological Sciences and Bioengineering Inha University Incheon 22212 Republic of Kore) Choi Si-Sun (Department of Biological Sciences and Bioengineering Inha University Incheon 22212 Republic of Kore) 김응수 (인하대학교)
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제32권 제7호
발행연도
2022.7
수록면
911 - 917 (7page)
DOI
10.4014/jmb.2205.05036

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As valuable antibiotics, microbial natural products have been in use for decades in various fields. Among them are polyene compounds including nystatin, amphotericin, and nystatin-like Pseudonocardia polyenes (NPPs). Polyene macrolides are known to possess various biological effects, such as antifungal and antiviral activities. NPP A1, which is produced by Pseudonocardia autotrophica, contains a unique disaccharide moiety in the tetraene macrolide backbone. NPP B1, with a heptane structure and improved antifungal activity, was then developed via genetic manipulation of the NPP A1 biosynthetic gene cluster (BGC). Here, we generated a Streptomyces artificial chromosomal DNA library to isolate a large-sized NPP B1 BGC. The NPP B1 BGC was successfully isolated from P. autotrophica chromosome through the construction and screening of a bacterial artificial chromosome (BAC) library, even though the isolated 140-kb BAC clone (named pNPPB1s) lacked approximately 8 kb of the right-end portion of the NPP B1 BGC. The additional introduction of the pNPPB1s as well as co-expression of the 32-kb portion including the missing 8 kb led to a 7.3-fold increase in the production level of NPP B1 in P. autotrophica. The qRT-PCR confirmed that the transcription level of NPP B1 BGC was significantly increased in the P. autotrophica strain containing two copies of the NPP B1 BGCs. Interestingly, the NPP B1 exhibited a previously unidentified SARS-CoV-2 RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) inhibition activity in vitro. These results suggest that the Streptomyces BAC cloning of a large-sized, natural product BGC is a valuable approach for titer improvement and biological activity screening of natural products in actinomycetes.
#Nystatin-like polyene #biosynthetic gene cluster #bacterial artificial chromosome #SARS-CoV-2 RdRp

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