Unikátní biosyntetické enzymové systémy streptomycet jako cesta k izolaci nových atraktivních biologicky aktivních sekundárních metabolitů.

• Thesis title in Czech: Unikátní biosyntetické enzymové systémy streptomycet jako cesta k izolaci nových atraktivních biologicky aktivních sekundárních metabolitů.
• Thesis title in English: Unique biosynthetic enzyme systems of streptomycetes as a way to isolate novel attractive bioactive secondary metabolites.
• Key words: streptomycety, biosyntéza sekundárních metabolitů, biosyntetické genové shluky, polyketidy, genetický screening, heterologní produkce metabolitů, antibiotika, imunomodulátory, kancerostatika
• English key words: streptomycetes, secondary metabolites biosynthesis, biosynthetic gene clusters, polyketides, genetic screening, heterologous production of metabolites, antibiotics, immunomodulators, cancerostatics
• Academic year of topic announcement: 2019/2020
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Genetics and Microbiology (31-140)
• Supervisor: Mgr. Kateřina Petříčková, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 10.10.2019
• Date of assignment: 10.10.2019

Preliminary scope of work

Práce bude využívat znalosti o nových unikátních enzymových biosyntetických systémech, které se specificky vyskytují v biosyntetických drahách syntézy sekundárních metabolitů aktinomycet, při identifikaci strukturně nových bioaktivních přírodních látek. K identifikaci nových producentů budou použity dva modelové enzymy - nových typ podjednotkové polyketidsyntázy specifické pro krátké polyketidové řetězce a cyklizující aminolevulinát syntáza. Metodou genetického screeningu a skenování dostupných (meta)genomů bude identifikovat typové genové biosyntetické shluky, které tyto enzymové systémy kódují a na základě jejich analýzy predikovat základní struktury kódovaných látek. Predikce bude ověřena experimentálně, izolací aktivních látek, heterologní produkcí kompletních genových shluků ve specializovaných producentech, nebo s použitím kombinatoriální biosyntézy. U izolovaných látek budou určeny základní biologické aktivity - antibiotická, antiparazitární, imunomodulační a proapoptotická. Práce je podpořena projektem AZV.

Preliminary scope of work in English

The work will apply the knowledge on novel unique biosynthetic enzyme systems, which specifically appear in biosynthetic pathways for secondary metabolites of actinomycetes, in identification of novel structures of natural bioactive compounds. Two model enzymes will be used in the identification: a novel type of subunit, short chain-specific polyketide synthase and cyclizing aminolevulinate synthase. By means of genetic screening and (meta)genome scanning, biosynthetic gene clusters containing the relevant genes will be identified. Based on their analysis we will predict basic structures of encoded compounds. Prediction will be verified experimentally by the compounds isolation, heterologous production of entire gene clusters in specialized producers, or using combinatorial biosynthesis. Basic biological activities of the compounds will be assessed - antibiotic, antiparasitary, immunomodulatory and pro-apoptotic. The work is supported by an AZV grant project.