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An orthogonal system for heterologous expression of actinobacterial lasso peptides in Streptomyces hosts

Authors :
Jimmy Mevaere
Olha Schneider
Haiyan Ma
Carlos Afonso
Sylvie Rebuffat
Christophe Goulard
Yanyan Li
Séverine Zirah
Olga N. Sekurova
Sergey B. Zotchev
Laboratoire de chimie et biochimie des substances naturelles
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Norwegian University of Science and Technology [Trondheim] (NTNU)
Department of Pharmacognosy
University of Vienna [Vienna]
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA)
Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
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Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
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Molécules de Communication et Adaptation des Micro-organismes (MCAM)
Norwegian University of Science and Technology (NTNU)
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Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
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Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2018, 8 (1), pp.8232. ⟨10.1038/s41598-018-26620-0⟩, Scientific Reports, Vol 8, Iss 1, Pp 1-11 (2018)
Publication Year :
2018
Publisher :
Nature Publishing Group UK, 2018.

Abstract

Lasso peptides are ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides produced by bacteria. They are characterized by an unusual lariat-knot structure. Targeted genome scanning revealed a wide diversity of lasso peptides encoded in actinobacterial genomes, but cloning and heterologous expression of these clusters turned out to be problematic. To circumvent this, we developed an orthogonal expression system for heterologous production of actinobacterial lasso peptides in Streptomyces hosts based on a newly-identified regulatory circuit from Actinoalloteichus fjordicus. Six lasso peptide gene clusters, mainly originating from marine Actinobacteria, were chosen for proof-of-concept studies. By varying the Streptomyces expression hosts and a small set of culture conditions, three new lasso peptides were successfully produced and characterized by tandem MS. The newly developed expression system thus sets the stage to uncover and bioengineer the chemo-diversity of actinobacterial lasso peptides. Moreover, our data provide some considerations for future bioprospecting efforts for such peptides. Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Cre- ative Commons license, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons license, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons license and your intended use is not per- mitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ © The Author(s) 2018

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Volume :
8
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports
Accession number :
edsair.doi.dedup.....87ceb3352babe14e0acba7150c07c946