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Phylogenomic analysis uncovers an unexpected capacity for the biosynthesis of secondary metabolites in Pseudoalteromonas
European Journal of Medicinal Chemistry ( IF 6.0 ) Pub Date : 2024-09-05 , DOI: 10.1016/j.ejmech.2024.116840 Jingxuan Wang 1 , Peng Li 1 , Xue Di 1 , Hongmei Lu 1 , Huamao Wei 2 , Shuai Zhi 3 , David P Fewer 4 , Shan He 5 , Liwei Liu 1
Pseudoalteromonas is a genus of marine bacteria and a promising source of natural products with antibacterial, antifungal, and antifouling bioactivities. To accelerate the exploration of new compounds from this genus, we applied the gene-first approach to study 632 public Pseudoalteromonas genomes. We identified 3968 biosynthetic gene clusters (BGCs) involved in the biosynthesis of secondary metabolites and classified them into 995 gene cluster families (GCFs). Surprisingly, only 9 GCFs (0.9 %) included an experimentally identified reference biosynthetic gene cluster from the Minimum Information about a Biosynthetic Gene cluster database (MIBiG), suggesting a striking novelty of secondary metabolites in Pseudoalteromonas . Bioinformatic analysis of the biosynthetic diversity encoded in the identified BGCs uncovered six dominant species of this genus, P. citrea , P. flavipulchra , P. luteoviolacea , P. maricaloris , P. piscicida , and P. rubra , that encoded more than 17 BGCs on average. Moreover, each species exhibited a species-specific distribution of BGC. However, a deep analysis revealed two BGCs conserved across five of the six dominant species. These BGCS encoded an unknown lanthipeptide and the siderophore myxochelin B implying an essential role of antibiotics for Pseudoalteromonas. We chemically profiled 11 strains from the 6 dominant species and identified four new antibiotics, korormicins L-O (1 –4 ), from P. citrea WJX-3. Our results highlight the unexplored biosynthetic potential for bioactive compounds in Pseudoalteromonas and provide an important guideline for targeting exploration.
中文翻译：
系统发育分析揭示了 Pseudoalteromonas 中次生代谢物生物合成的意想不到的能力
假交替单胞菌属是海洋细菌的一个属，是具有抗菌、抗真菌和防污生物活性的天然产物的有前途来源为了加速探索该属的新化合物，我们应用基因优先方法研究了 632 个公共假交替单胞菌基因组。我们确定了 3968 个参与次生代谢物生物合成的生物合成基因簇 （BGC），并将其分为 995 个基因簇家族 （GCFs）。令人惊讶的是，只有 9 个 GCF （0.9%） 包括来自生物合成基因簇数据库 （MIBiG） 的最低信息中的实验鉴定的参考生物合成基因簇，这表明 Pseudoalteromonas 中次生代谢物具有惊人的新颖性。对已鉴定的 BGC 中编码的生物合成多样性的生物信息学分析发现了该属的六个优势物种，P. citrea、P. flavipulchra、P. luteoviolacea、P. maricaloris、P. piscicida 和 P. rubra，平均编码超过 17 个 BGC。此外，每个物种都表现出 BGC 的物种特异性分布。然而，深入分析显示，在 6 个主要物种中的 5 个物种中，两个 BGC 是保守的。这些 BGCS 编码一种未知的羊硫肽和铁载体粘液素 B，表明抗生素对假交替菌具有重要作用。我们对来自 6 个优势物种的 11 种菌株进行了化学分析，并从 P. citrea WJX-3 中鉴定了 4 种新抗生素，即 korormicins L-O （1-4）。我们的结果突出了 Pseudoalteromonas 中生物活性化合物未开发的生物合成潜力，并为靶向探索提供了重要指南。
更新日期：2024-09-05
European Journal of Medicinal Chemistry ( IF 6.0 ) Pub Date : 2024-09-05 , DOI: 10.1016/j.ejmech.2024.116840 Jingxuan Wang 1 , Peng Li 1 , Xue Di 1 , Hongmei Lu 1 , Huamao Wei 2 , Shuai Zhi 3 , David P Fewer 4 , Shan He 5 , Liwei Liu 1
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中文翻译：
系统发育分析揭示了 Pseudoalteromonas 中次生代谢物生物合成的意想不到的能力
假交替单胞菌属是海洋细菌的一个属，是具有抗菌、抗真菌和防污生物活性的天然产物的有前途来源为了加速探索该属的新化合物，我们应用基因优先方法研究了 632 个公共假交替单胞菌基因组。我们确定了 3968 个参与次生代谢物生物合成的生物合成基因簇 （BGC），并将其分为 995 个基因簇家族 （GCFs）。令人惊讶的是，只有 9 个 GCF （0.9%） 包括来自生物合成基因簇数据库 （MIBiG） 的最低信息中的实验鉴定的参考生物合成基因簇，这表明 Pseudoalteromonas 中次生代谢物具有惊人的新颖性。对已鉴定的 BGC 中编码的生物合成多样性的生物信息学分析发现了该属的六个优势物种，P. citrea、P. flavipulchra、P. luteoviolacea、P. maricaloris、P. piscicida 和 P. rubra，平均编码超过 17 个 BGC。此外，每个物种都表现出 BGC 的物种特异性分布。然而，深入分析显示，在 6 个主要物种中的 5 个物种中，两个 BGC 是保守的。这些 BGCS 编码一种未知的羊硫肽和铁载体粘液素 B，表明抗生素对假交替菌具有重要作用。我们对来自 6 个优势物种的 11 种菌株进行了化学分析，并从 P. citrea WJX-3 中鉴定了 4 种新抗生素，即 korormicins L-O （1-4）。我们的结果突出了 Pseudoalteromonas 中生物活性化合物未开发的生物合成潜力，并为靶向探索提供了重要指南。
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