细菌比迄今为止产生的物质产生更多的物质

Streptomyces chartreusis是一种产生抗生素的细菌，它比先前根据基因组分析假设的科学家释放更多代谢物到周围的培养基中。许多物质很可能被释放以调解与环境的相互作用。它们还可能包括作为潜在药剂感兴趣的分子。由波士顿鲁尔大学应用微生物学研究小组Julia Bandow教授和Christoph Senges领导的研究小组分析了各种培养条件下细菌的广泛代谢产物。

Bochum的研究人员与来自比勒费尔德和加拿大夏洛特敦的同事一起，在2018年2月20日出版的“美国国家科学院院刊”上描述了他们的研究成果。

巨大的生产天然产品的能力

链霉菌属的细菌产生约70%的天然来源的抗生素，用于临床应用。Streptomyces chartreusis的基因组包含128个基因簇，预计与天然产物的合成相关。“这是一个公平的数字，但我们发现的分泌分子数量超出了我们的预期，”朱莉娅班多说。

使用三种不同成分的培养基培养细菌，研究小组确定了1,044种物质。根据周围条件，链霉菌合成了不同的天然产物 - 例如，一些仅在没有铁的情况下产生。

研究人员发现了八种以前未知的去铁胺 - 这些分子对于细菌摄取铁是至关重要的，并且用于治疗患有过量铁或铝的患者。“这显示了检测知名药物新变种的潜力，”Julia Bandow解释道。研究人员尚不了解大多数其他物质的结构。他们期望在其中找到全新的物质类别。“基于我们的研究结果，我们预计细菌化学的许多方面，包括化学结构，药理学潜力和生态学意义尚未被发现，”Bandow补充道。

在该研究中，该团队证明了生物合成基因簇能够产生一系列物质，而不仅仅是单一产品。“最有可能的是，这种现象反映了生物体对不同条件的适应性，”Christoph Senges说。

结合不同的方法

研究人员使用高端质谱(所谓的串联质谱)来比较分泌到培养基中的天然产物的复杂混合物的组成，并检测其中一些仅以少量存在的组分。采用相同的方法来预测新化合物的化学结构。基于预测，化合物优先用于核磁共振光谱的结构解析。

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