V obsegu te uporabno naravnane znanstvene publikacije, ki obsega aktivnosti izvedene z namenom identifikacije novega seva, ki proizvaja biološko aktivno učinkovino lipstatin, medicinsko pomemben inhibitor pankreazne lipaze, so se avtorji osredotočili na iskaje seva, potencialno producira nižjo vsebnostjo lipstatinu podobnih nečistoč, ki se ob ciljnem produktu biosintetizirajo zaradi promiskuitete encimskih sistemov za biosintezo gradbenih enot. Promiskuiteto, oziroma nespecifičnost nekaterih encimov primarnega metabolizma smo opisali v patentni aplikaciji EP2141236. Nov sev, Streptomyces virginiae CBS 314.55, ki smo ga izolirali s pomočjo metod dereplikacije in uporabi presejalnega testa na osnovi taksonomskih kriterijev je rezultiral v izolaciji novega industrijskega seva z drugačnim profilom nečistoč. Gre za metodološke pristope, ki se nanašajo tudi na promiskuitetnost encimov, ki so glavni fokus projekta, ki smo ga izvajali.
COBISS.SI-ID: 4372088
V tej kakovostni publikaciji smo podrobno preučili enega od ključnih genov encimskega sistema za biosintezo podaljševalne enote alil in etilmalonata, ki jih sprejema AT4 domena medicinsko pomembnega immonosupresiva FK506 PKS sistema, kar je osrednja tema tega ARRS projekta. Pokazali smo, da je ta encimski sistem, in še posebno eden od encimov tega sistema, krotonil-CoA reduktaza (CCR), ključna stopnja v biosintezo nenavadnih podaljševalnih enote. V nadaljevanju smo demonstirali, da v genomu S. tsukubaensis obstaja še en genski homolog CCR v okviru primarnega metabolizma in sicer kot del biosintezne poti etilmalonil-CoA (EMC). Pokazali smo, da ta dva homologa nista v interakciji, čeprav je njuna podobnost izjemno velika, kar velja tudi za katalitično aktivnost. V naravnem sevu S. tsukubaensis je delovanje the dveh homologov regulirano tako, da se ta dva homologa izražata diferencialno v različnih fazah bioprocesa, in tudi v odvisnosti od glavnega vira ogljika v gojišču. Ne glede na to, da sta si evolucijsko ta dva CCR homologa izjemno podobna, je v evoluciji prišlo do separacije njune aktivnosti s kontrolo izražanja. To odkritje odpira nove poti za razvoj učinkovitejšega komercialnega bioprocesa za produkcijo FK506. Dočim so metaboliti EMC poti CoA-aktivirani, ugotavljamo, da je prenašalec acilne verige med domenami encimskega sistema FK506 alilmalonata prav ACP, kar direktno vpliva na raziskave v obsegu tega ARRS projekta.
COBISS.SI-ID: 4572536
Razvili smo novo metodo maskiranih analogov fosfopantotenatov. V ta namen smo pripravili ustrezne klorofosfatne reagente in razvili v tej vrsti tudi nov reagent za uvedbo (izobutiriloxi)metil fosfatne skupine v pantotenatno jedro. Tako razvit nov pristop, in znanja pridobljena v obsegu te publikacije smo uporabili v obsegu tega projekta in tudi drugih potencialno bioaktivnih molekul s prosto hidroksilno funkcionalizacijo.
COBISS.SI-ID: 4655736
Članek opisuje primerjavo naravnega in industrijskega visokodonosnega seva Saccharopolyspora erythraea z genomsko, transkriptomsko in proteomsko analizo ter integracijo vseh podatkov s pristopom sistemske biologije. Glavni namen je bila identifikacija tistih razlik med sevoma, ki najbolj pomembno prispevajo k povečanemu donosu industrijsko zelo pomembnega antibiotika eritromicina. Kot prvi na svetu smo tako primerjalno analizo izvedli v realnih pogojih industrijskega bioporcesa, vključno z industrijskimi sestavinami gojišča in gojenjem v pilotnih bioreaktorjih podjetja Acies Bio. Ugotovili smo da so v industrijskem sevu povečano izraženi geni za biosintezo eritromicina, geni metabolizma amino kislin in geni povezani s proteolizo. Po drugi strani je bilo izražanje genov TCA cikla in popravljanja DNA bistveno zmanjšano. Na podlagi študije smo identificirali novo metabolno pot do prekurzorja metilmalonil-CoA in pridobili nove seve s povečanim donosom eritromicina, kar smo potrebovali tudi pri izvedbi tega projekta.
COBISS.SI-ID: 4655992
Pojav odpornosti kliničnih izolatov patogenov in pomanjkanje učinkovitih antibiotikov zahteva nemuden razvoj novih antiinfektivov. V preteklosti je bilo razvitih kar nekaj učinkovitih antibiotikov (tudi kelokardin), vendar zaradi nekaterih drugih farmakoloških pomankljivosti, ki jih pred desetletji ni bilo mogoče odpraviti, te učinkovine niso prišle v klinično uporabo. Prav uporaba pristopov biosinteznega inženirstva sedaj odpira nove poti za ponoven razvoj teh učinkovin. Prav z uporabo t.i. racionalnega biosinteznega inženirstva, smo na strukturo kelokardina uspeli vnesti karboksiamidno skupino, za katero je poznano, da igra ključno vlogo pri biološki aktivnosti komercialnih tetraciklinov. Razvili smo novo vodnico z izjemno antibakterijsko aktivnostjo, ki deluje proti najbolj multirezistentnim patogenom, vključno z Gram-negativnimi patogeni panela ESKAPE. Nove vodnica, bo sedaj tudi predmet pristopov sintezne biologije, kot tudi polsinteznih pristopov za dodatno izboljševanje aktivnosti in drugih farmakoloških lastnosti. S pristopi biosinteznega inženirstva smo vplivali na selektivnost aciltransferaze in ostalih encimov minimalnega PKS, encinskega sisteama, ki je podoben encimskem sistemu za biosintezo nenavadne podaljševalne enote pri FK506 v obsegu tega projekta.
COBISS.SI-ID: 4486520