O gênero Streptomyces tem sido estudado nas últimas décadas, pela sua capacidade de produzir vários produtos naturais bioativos. Os microrganismos produtores de antibióticos exigem um ou mais mecanismos de resistência durante a produção destes. Streptomyces olindensis DAUFPE 5622 produz o antitumoral cosmomicina D que faz parte da família das antraciclinas. Neste estudo, se apresenta um modelo de resistência que é expresso conjuntamente com a biossíntese do antibiótico. Os três mecanismos incluem uma bomba de efluxo, um mecanismo enzimático envolvido na resposta a espécies reativas de oxigênio, e um mecanismo envolvido no reparo do DNA, pela ação da proteína homóloga UvrA. Os genes de resistência de S. olindensis foram clonados e expressos em S. albus, contendo o plasmídeo de expressão PEM4A com o promotor constitutivo ermE*p. Avaliou-se a capacidade de resistência à diferentes concentrações das antraciclinas cosmomicina D e doxorubicina. A expressão de cada um dos mecanismos de resistência incrementou a resposta às antraciclinas. / Streptomyces produce various bioactive natural products and possess resistance systems for these metabolites, which are co-regulated with antibiotic biosynthesis genes. Antibiotic producer microorganisms require one or more self-resistance determinants to survival during antibiotic production. Streptomyces olindensis DAUFPE 5622 produces the antitumoral Cosmomycin D, a member of the anthracycline family. In this study we show the resistance genes in Cosmomycin D biosynthetic cluster that provide self-resistance, including an ATP-dependent efflux pump, resistance to DNA damage through UvrA class IIa protein, and response to reactive oxygen species by the enzyme Glutathione peroxidase. We cloned and expressed the resistance genes from S. olindensis in <i.S. albus, containing the expression plasmid PEM4A with the constitutive promoter ermE*p. We evaluated the capacity of resistance to different concentrations of anthracyclines Cosmomycin D and the commercial Doxorubicin. The expression of each resistance component increment the response to anthracyclines.

O gênero Streptomyces tem sido estudado nas últimas décadas, pela sua capacidade de produzir vários produtos naturais bioativos. Os microrganismos produtores de antibióticos exigem um ou mais mecanismos de resistência durante a produção destes. Streptomyces olindensis DAUFPE 5622 produz o antitumoral cosmomicina D que faz parte da família das antraciclinas. Neste estudo, se apresenta um modelo de resistência que é expresso conjuntamente com a biossíntese do antibiótico. Os três mecanismos incluem uma bomba de efluxo, um mecanismo enzimático envolvido na resposta a espécies reativas de oxigênio, e um mecanismo envolvido no reparo do DNA, pela ação da proteína homóloga UvrA. Os genes de resistência de S. olindensis foram clonados e expressos em S. albus, contendo o plasmídeo de expressão PEM4A com o promotor constitutivo ermE*p. Avaliou-se a capacidade de resistência à diferentes concentrações das antraciclinas cosmomicina D e doxorubicina. A expressão de cada um dos mecanismos de resistência incrementou a resposta às antraciclinas. / Streptomyces produce various bioactive natural products and possess resistance systems for these metabolites, which are co-regulated with antibiotic biosynthesis genes. Antibiotic producer microorganisms require one or more self-resistance determinants to survival during antibiotic production. Streptomyces olindensis DAUFPE 5622 produces the antitumoral Cosmomycin D, a member of the anthracycline family. In this study we show the resistance genes in Cosmomycin D biosynthetic cluster that provide self-resistance, including an ATP-dependent efflux pump, resistance to DNA damage through UvrA class IIa protein, and response to reactive oxygen species by the enzyme Glutathione peroxidase. We cloned and expressed the resistance genes from S. olindensis in <i.S. albus, containing the expression plasmid PEM4A with the constitutive promoter ermE*p. We evaluated the capacity of resistance to different concentrations of anthracyclines Cosmomycin D and the commercial Doxorubicin. The expression of each resistance component increment the response to anthracyclines.

Os compostos de origem microbiana tem readquirido interesse pela biodisponibilidade, especificidade de alvo e diversidade química, mas as vias biosintéticas permanecem crípticas em condições de cultura. Uma estratégia para expressa-las é a super-expressão de genes ativadores. O laboratório de Bio-Produtos no ICB na USP tem trabalhado com Streptomyces olindensis produtor da Cosmomicina D uma molécula com atividade antitumoral de interesse devido ao padrão de glicosilação. O genoma de S. olindensis foi sequenciado e submetido ao NCBI (JJOH00000000) e utilizando o software antiSMASH foram identificados 33 clusters envolvidos na produção de metabolitos secundários. Encontraram-se clusters gênicos para a produção de metabolitos como Melanina, Geosmina, entre outros. Além, foi realizada uma analise de genômica comparativa para caracterizar e anotar as 22 vias biossintéticas desconhecidas em S. olindensis. Finalmente, escolheram-se a via do aminociclitol e um Policetídeo Tipo I para a super-expressão de genes reguladores levando a detecção do composto sob condições de cultura. / Microbial metabolites regain interest due to its bioavailability, target specificity and chemical diversity, but the biosynthetic pathways remain silenced under culture conditions. A strategy to obtain them is the over expression of regulatory genes. Bio-products laboratory at USP has been working with Streptomyces olindensis, products of Cosmomycin D, an antitumoral molecule with a distinctive glycosylation pattern. S. olindensis genome was sequenced and submitted to NCBI (JJOH00000000) and employing antiSMASH server 33 secondary metabolite related clusters were identified. Known pathways were found such as genes for melanin production, Geosmin and others. Additionally, a comparative genomic approach was used to characterize the 22 biosynthetic unknown pathways described in S. olindensis. Subsequently, Aminocyclitol and Polyketide Type I were chosen to evaluated, over expressing the regulatory genes, leading to the compound detection in regular culture conditions.

Os compostos de origem microbiana tem readquirido interesse pela biodisponibilidade, especificidade de alvo e diversidade química, mas as vias biosintéticas permanecem crípticas em condições de cultura. Uma estratégia para expressa-las é a super-expressão de genes ativadores. O laboratório de Bio-Produtos no ICB na USP tem trabalhado com Streptomyces olindensis produtor da Cosmomicina D uma molécula com atividade antitumoral de interesse devido ao padrão de glicosilação. O genoma de S. olindensis foi sequenciado e submetido ao NCBI (JJOH00000000) e utilizando o software antiSMASH foram identificados 33 clusters envolvidos na produção de metabolitos secundários. Encontraram-se clusters gênicos para a produção de metabolitos como Melanina, Geosmina, entre outros. Além, foi realizada uma analise de genômica comparativa para caracterizar e anotar as 22 vias biossintéticas desconhecidas em S. olindensis. Finalmente, escolheram-se a via do aminociclitol e um Policetídeo Tipo I para a super-expressão de genes reguladores levando a detecção do composto sob condições de cultura. / Microbial metabolites regain interest due to its bioavailability, target specificity and chemical diversity, but the biosynthetic pathways remain silenced under culture conditions. A strategy to obtain them is the over expression of regulatory genes. Bio-products laboratory at USP has been working with Streptomyces olindensis, products of Cosmomycin D, an antitumoral molecule with a distinctive glycosylation pattern. S. olindensis genome was sequenced and submitted to NCBI (JJOH00000000) and employing antiSMASH server 33 secondary metabolite related clusters were identified. Known pathways were found such as genes for melanin production, Geosmin and others. Additionally, a comparative genomic approach was used to characterize the 22 biosynthetic unknown pathways described in S. olindensis. Subsequently, Aminocyclitol and Polyketide Type I were chosen to evaluated, over expressing the regulatory genes, leading to the compound detection in regular culture conditions.