Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Blastycydyna S — mechanizm działania antybiotyku oraz zastosowanie genów oporności
Blastycydyna S — mechanizm działania antybiotyku oraz zastosowanie genów oporności
Blastycydyna S (BlaS) jest antybiotykiem wytwarzanym przez niektóre gatunki promieniowców z rodzaju Streptomyces. Dzięki rozwojowi nauk medycznych oraz przyrodniczych, a także nowym narzędziom badawczym, mechanizm jej działania jest stopniowo poznawany. Blastycydynę S zalicza się do antybiotyków przeciwgrzybiczych, które hamują procesy translacji u mikroorganizmów. Obecnie wiadomo, że blastycydyna S hamuje syntezę białek zarówno u prokariota, jak i u eukariota. Geny oporności na tą substancję znalazły zastosowanie w inżynierii genetycznej jako markery selekcyjne transformowanych komórek.

Blactycydyna S (BlaS) została po raz pierwszy wyizolowana ze Streptomyces griseochrornogenes w 1958 r.  Pierwotnym zastosowaniem tej substancji była walka z zarazą ryżu w Azji, spowodowaną przez grzyby Piricularia oryzae. Główny mechanizm działania tego antybiotyku polega na hamowaniu procesu translacji u określonej grupy mikroorganizmów. Blastycydyna S posiada aktywność inhibitora peptydylotransferazy, jednak jej działanie znacznie różni się od powszechnie stosowanych substancji tego typu. Antybiotyki, takie jak chloramfenikol czy klindamycyna, wiążą się z większą podjednostką rybosomu, blokując miejsce A . Blastycydyna S natomiast wiąże się do miejsca P większej podjednostki rybosomu. Według badań przeprowadzonych przez Svidritskiy i współpracowników, BlaS stabilizuje tRNA w miejscu  P dużej podjednostki rybosomu, spowalniając spontaniczną rotację zachodzącą w obrębie rybosomu podczas translokacji. Stabilizacja tRNA w miejscu P przez BlaS skutkuje zahamowaniem hydrolizy peptydylo-tRNA przez czynniki uwalniające oraz, w mniejszym stopniu, tworzenie wiązania peptydowego. Ponadto analiza struktury krystalicznej kompleksu BlaS-rybosom  przeprowadzona przez wspomniany zespół naukowców ujawniła, że BlaS utrudnia syntezę białka przez unikalny mechanizm- zagięcie 3' końca (sekwencja CCA) w tRNA w miejscu P w kierunku miejsca A dużej podjednostki rybosomu. Naukowcy przypuszczają, że przesunięcie zniekształconego końca 3’ tRNA w miejscu P może zamykać dostęp aminoacylo-tRNA i czynnikom uwalniającym do miejsca A na podjednostce 50S.

Blastycydyna S, tak jak większość antybiotyków jest nieaktywna wobec niektórych grup mikroorganizmów. Geny oporności na tą substancję znalazły zastosowanie w inżynierii genetycznej jako markery selekcyjne transformowanych komórek. Do tej pory zidentyfikowano trzy główne geny oporności na blastycydynę S:

- gen BSD (Aspergillus terreus)

- gen bsr (Bacillus cereus)     

- gen kodujący acetylotransferazę blastycydyny S (Streptoverticillium sp.)

Geny BSD oraz bsr kodują deaminazę blastycydyny S (BSD), która konwertuje blastycydynę S w nietoksyczną deaminohydroksyblastycydynę S. W wyniku konwersji powstaje urydyna. Na skutek powyższych przekształceń dochodzi do utraty zdolności wiązania do rybosomu, a tym samym  następuje zniesienie aktywności inhibitora translacji.

W inżynierii genetycznej blastycydyna S jest wykorzystywana jako marker w selekcji transformowanych komórek. Komórki projektuje się tak, aby oprócz docelowego DNA zawierały fragment kodujący gen oporności na blastycydynę S. Po odpowiednich przekształceniach oraz po upływie określonego czasu, transformowane komórki rozpoczynają transkrypcję oraz translację nowego DNA. Następnie, do hodowli dodaje się blastycydynę S.

Po upływie określonego czasu obserwuje się rozwój wyłącznie komórek transformowanych, posiadających obok genu oporności na blastycydynę S, docelowe DNA, które zamierzano wprowadzić.

 

Agnieszka Wasyńczuk

Źródła

Literatura:

  1. Li L., Wu J., Deng Z., T. Zabriskie T. M., He X. Streptomyces lividans Blasticidin S Deaminase and Its Application in Engineering a Blasticidin S-Producing Strain for Ease of Genetic Manipulation. Applied and Environmental Microbiology Vol. 79 (7), 2349-2357.
  2. Svidritskiy E., Lingb C., Ermolenko D. N. , Korostelev A. A. (2013) Blasticidin S inhibits translation by trapping deformed tRNA on the ribosome. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 110 (3), 12283–12288.
KOMENTARZE
news

<Sierpień 2020>

pnwtśrczptsbnd
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
4
5
6
Newsletter