マングローブ由来株HM190の流線型ゲノム解読による3つの22員環マクロライドの発見

Discovery of Three 22-Membered Macrolides by Deciphering the Streamlined Genome of Mangrove-Derived sp. HM190.

• Yanghui Ye
• Nusratgul Anwar
• Xuming Mao
• Shihua Wu
• Cen Yan
• Zhe Zhao
• Ran Zhang
• Yanfang Nie
• Jianwei Zhang
• Jidong Wang
• Min Wu

抄録

中国福公村のマングローブの根圏土壌から中等度のハロフィルである菌株HM190を分離した。16SリボソームRNA（rRNA）遺伝子配列と系統解析の結果、菌株HM190は同属に属し、NEAU-W2との配列類似度は99.79%と最も高かった。HM190株の全ゲノムは7,762,826bpの線状染色体で構成され、G + C含有率は71.97%であった。アンチSMASH解析によると、合計30の生合成遺伝子クラスター（BGC）が二次代謝に関与していると予測され、そのうち12の生合成遺伝子クラスターはポリケチドおよび非リボソームペプチド由来の二次代謝物の産生に関与していた。遺伝子クラスター5は、左腕領域に属する株特異的な126,331bpのゲノム島でマクロライドの生合成に関与していた。ゲノム-メタボロミクスの複合解析により、3つの22員環マクロライド（化合物-）を発見した。その構造は、高分解能エレクトロスプレーイオン化質量分析法(HRESIMS)や核磁気共鳴法(NMR)などの分光学的手法を用いて解明された。化合物の絶対構造は、X線単結晶回折及びNMRデータ解析により決定した。その結果、HepG2, A549, HCT116の腫瘍細胞株に対して、3種類の化合物はすべて中程度の細胞毒性を示した。

Strain HM190, a moderate halophile, was isolated from rhizosphere soil of the mangrove in Fugong village, China. The 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequence and the results of phylogenetic analysis revealed that strain HM190 belonged to the genus and had the highest sequence similarity of 99.79% to NEAU-W2. The complete genome of strain HM190 comprised 7,762,826 bp in a linear chromosome with 71.97% G + C content. According to antiSMASH analysis, a total of 30 biosynthetic gene clusters (BGCs) were predicted to be involved in secondary metabolism, 12 of which were responsible for the production of polyketide- and non-ribosomal peptide-derived secondary metabolites. Gene cluster 5 was responsible for macrolide biosynthesis in a strain-specific 126,331-bp genomic island belonging to the left-arm region. Combined genomics-metabolomics analysis led to the discovery of three 22-membered macrolides (compounds -). Their structures were elucidated by using spectroscopic techniques including high-resolution electrospray ionization mass spectroscopy (HRESIMS) and nuclear magnetic resonance (NMR). The absolute configurations of compounds were determined by the X-ray single crystal diffraction and NMR data analysis. All three compounds displayed moderate cytotoxic activities toward tumor cell lines HepG2, A549, and HCT116.

Copyright © 2020 Ye, Anwar, Mao, Wu, Yan, Zhao, Zhang, Nie, Zhang, Wang and Wu.