Анотація до роботи:

Федоришин М.Ю. Генетичний контроль утворення сахаридної частини ландоміцину А. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. – Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено глікозилюванню антибіотика Streptomyces cyanogenus S136 ангуциклінової природи ландоміцину А, який містить гексачленний сахаридний ланцюг, та одержанню глікозильованих похідних антрахінонів шляхом біотрансформації в актиноміцетах. Методом генетичних нокаутів виявлено функції генів глікозилтрансфераз Streptomyces cyanogenus S136 lanGT2, lanGT1, lanGT4 lanGT3 та гену, що кодує ТДП-глюкозосинтетазу, lanZ2. Одержано нові ландоміцини з ди-, та тетрасахаридним глікозидним ланцюгом. Показано, що в процесі біосинтезу ландоміцину А LanGT2 та LanGT3 D-олівозилтрансферази працюють один раз, здійснюючи пеший та четвертий кроки глікозилювання, відповідно; а LanGT1 D-олівозилтрансфераза та LanGT4 L-родинозилтрансфераза - по дві реакції приєднання (другий і п'ятий та третій і шостий кроки глікозилювання, відповідно).

Проведено біотрансформацію антрахінонів у штамі Saccharotrix espaniensis і одержано їх глікозильовані похідні. Молекулярна структура усіх нових сполук, одержаних в ході роботи, підтверджена методом ЯМР спектоскопії.

В результаті виконаної роботи з’ясовано функції п’яти структурних lan-генів в штамі S. cyanogenus S136. Вперше отримано нові ландоміцини із зміненою структурою та типом приєднання сахаридної частини молекули. Виявлено, що актиноміцетний штам Saccharotrix espaniensis здатний глікозилювати широкий спектр антрахінонів.

1. Інактивація гену lаnGT2 призводить до продукції рекомбінантним штамом нового ангуцикліну – тетрангулолу. Ген lаnGT2 кодує олівозилтрансферазу, що приєднує перший залишок D-олівози під час синтезу ландоміцину А. Глікозилювання передує гідроксилюванню положеннях C-6 та C-11 ландоміцинону.

2. Мутантні штами S. cyanogenus з інактиваними генами lаnGT1, lаnGT3 і lаnGT4 продукують нові ландоміцини J, E та D, відповідно. Ген lаnGT3 кодує олівозилтрансферазу, що приєднує третій залишок D-олівози під час синтезу ландоміцину А. Ген lаnGT4 кодує родинозилтрансферазу.

3. Глікозилтрансфераза LanGT1 приєднує другий і п’ятий цукри, а LanGT4 каталізує приєднання третього і шостого цукрів під час біоситезу гексасахаридного ланцюга ландоміцину А. Це вперше описані антибіотичні ГТ, які функціонують двічі під час біосинтезу глікозидної частини антибіотика.

4. Інактивація гену lаnZ2 призводить до зміни спектру ландоміцинів, які продукуються рекомбінантним штамом. LanZ2 бере участь в підтриманні правильного співвідношення TДФ-активованих дезоксицукрів.

5. Експресія гену urdGT2 в мутанті S. cyanogenus lanGT2 призводить до продукції нових С-глікозильованих тетрангулолів. Глікозилтрансфераза UrdGТ2 має широку субстратну специфічність.

6. Штам Saccharotrix espaniensis здатний модифікувати широкий спектр антрахінонів (алізарин, емодін, 1-аміно–4–хлороантрахінон, 1-аміно–4–гідроксиантрахінон) шляхом приєднання дезоксицукру L- рамнози.

Публікації автора:

1. Fedoryshyn M., Luzhetskyy A., Drr C., Taguchi T., Novikov V., Bechthold A. Iteratively acting of glycosyltransferases involved in the hexasaccharide biosynthesis of landomycin A.// ChemBiol.-2005.-Vol.12.- N11.- P.918-929.

Особистий внесок: одержання рекомбінантних штамів S.cyanogenus S136 з інактивованими генами глікозилтрансфераз, проведення фізико-хімічних аналізів продуктів мутантів, інтерпретація отриманих результатів.

2. Федоришин М.Ю., Лужецький А.М., Бехтольд А., Новіков В.П. Клонування генів біосинтезу дезоксицукру D–олівози.// Вісн.Нац.Унів. „Львівська політехніка”.-2005.- N 529.- С.116-119.

Особистий внесок: конструювання рекомбінантної плазміди pSETOLI, її внесення у штам S.fradiae шляхом кон'югації, участь в обробці результатів.

3. Luzhetskyy A., Fedoryshyn M., Hoffmeister D., Bechthold A., Fedorenko V. Gene cloning system for Streptomyces cyanogenus S136 // Вісн.Львів.Унів.-2002.- Vol.29.- P.62-68.

Особистий внесок: підбір параметрів для здійснення міжродового кон'югантивного схрещування.

4. Luzhetskyy A., Liu T., Fedoryshyn M., Ostash B., Fedorenko V., Rohr J., Bechthold A. Function of lanGT3, a glycosyltransferase gene involved in landomycin A biosynthesis.// Chembiochem. -2004.- Vol.5.- N11.- P.1567-1570.

Особистий внесок: створення рекомбінантної плазміди pKC lanGT3.

5. Luzhetskyy A., Zhu L., Gibson M., Fedoryshyn M., Drr C., Hofmann C., Hoffmeister D., Ostash B., Mattingly C., Adams V., Fedorenko V., Rohr J., Bechthold A. Generation of Novel Landomycins M and O Through Targeted Gene Disruption. //ChembioChem. -2005.-Vol.4.- P.675-678.

Особистий внесок: конструювання рекомбінантних плазмід pKClanZ4Z5, та pUWLoriTZ4Z5 та їх внесення у штам S.cyanogenus S136 шляхом кон'югації, участь в обробці результатів біологічної активності синтезованих речовин, формулювання висновків.

6. Luzhetskyy A., Taguchi T., Fedoryshyn M., Drr C., Wohlert SE., Novikov V., Bechthold A. LanGT2 catalyzes the first glycosylation step during landomycin A biosynthesis.// Chembiochem. -2005.- Vol.6.- N8.- P.1406-10.

Особистий внесок: одержання рекомбінантного штаму S.cyanogenus S136lanGT2, проведення фізико-хімічних аналізів продуктів мутантів, інтерпретація отриманих результатів.

7. Luzhetskyy A., Fedoryshyn M., Gromyko O., Ostash B., Rebets Y., Bechthold A., Fedorenko V. IncP Plasmids are most effwective in mediating conjugation between Escherichia coli and Streptomycetes // Rus. J. of Gen. -2006.-Vol.42.-N5.- P.476-481.

Особистий внесок здобувача: участь у конструюванні плазмід, опрацювання літератури.

8. Fedoryshyn M.Y., Luzhetskyy A.M. Obtaining of recombinant strains of Streptomyces galilaeus – producer of aclacinomycins. // Конференція для студентів, аспірантів і молодих науковців з молекулярної біології та генетики, 20-22 вересня, 2001, Київ, Україна. Збірник тез. С.90.

9. Luzhetskyy A., Fedoryshyn M., Hoffmeister D., Bechthold A., Fedorenko V.; Conjugal transfer of plasmid DNA from Escherichia coli to Streptomyces kanamyceticus: Effects of chromosomal insertions on kanamycin production. // “Biologie bakterieller Naturstoffproduzenten” Фрайбург, ФРН, 29 вересня – 1 жовтня, 2002, V3.

10. Luzhetskyy A., Lyabah N., Fedoryshyn M., Hoffmeister D., Bechthold A., Fedorenko V. Heterologous expression of landomycin biosynthesis genes in S. fradiae T2717-producer of urdamycines. // Перша Українська конференція молодих науковців. 10-11 лютого 2003, Київ, Україна. Збірник тез. С.128-129.

11. Luzhetskyy A., Fedoryshyn M., Taguchi T., Duerr C., Novikov V., Bechthold A. Unusual pathway of hexasaccharide biosynthesis in landomycin A molecule. // International Symposium in Jena “Biology of Bacteria producing Natural Products” 26-28 вересня, 2004, Р24.

12. Fedoryshyn M., Luzhetskyy A., Drr C., Hofmann C., Hoffmeister D., Novikov V., Rohr J., Bechthold A. Characterisation of genes encoding the reductase LanZ4 and the oxygenase lanZ5. // International Symposium in Jena “Biology of Bacteria producing Natural Products” (ФРН). 26-28 вересня, 2004, Р16.

13. Федоришин М., Лужецький А., Бехтольд А., Новіков В. Створення мутантних штамів Streptomyces cyanogenus S136, які продукують нові глікозильовані сполуки. // ІІ Всеукраїнська науково-практична конференція „Біотехнологія. Освіта. Наука.” Львів, Україна, 6-8 жовтня 2004. Збірник тез С.94.

14. Лужецький А., Грек М., Федоришин М., Осташ Б., Басілія Л., Бехтольд А., Федоренко В. Використання кон’югації для створення рекомбінантних штамів Streptomyces cyanogenus S136 // І Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих учених. 10-11 лютого 2003р., м. Київ, Україна. Збірник тез С. 127-128.

15. Taguchi T., Fedoryshyn M., Luzhetskyy A., Ichinose K., Bechthold A. Purification and structure elucidation of the novel glycosylated compounds produced by the mutant of landomycin producer, Streptomyces cyanogenus S136. // 10^th International symposium on the genetics of industrial microorganisms. 24-28 червня 2006р. м.Прага, Чешська республіка. Збірник тез С.243-244, Р243.

.