Avanços Recentes Em Biossíntese Combinatória De Policetídeos: Perspectivas E Desafios

Abstract

Natural products continue to inspire scientists on the search for biological active structures. Recent advances in synthetic biology allow modifying genes to extend structural diversity present on natural products by changing important functional groups guided through genetic information. In this context, polyketides synthases (PKS) represent a class of enzymes from where the first applications and well succeed modifications were achieved. During the last two decades PKSs have been extensively studied, sequenced and deposited in data banks available to scientific community around the world. This newly wide information associated to different methodologies accessible to modify the PKSs genetic circuits including genetic insertion, gene deletion and gene replacement leads to discovery of new natural products. In this review, the recent advances in combinatorial biosynthesis, as well as modern techniques in synthetic biology to promote structural diversity on natural products will be discussed.

Biotechnology: use of available carbon sources on the planet to generate alternatives energy

“…In this way, the constant search for new yeast strains with high fermentative potential becomes evident, whether through bioprospecting (Basso et al, 2008), the advancement of genetic engineering (Paulo et al, 2019), by metabolic engineering (Ostergaard et al, 2000) or by evolutionary engineering (Basso et al, 2011). To promote the second generation processes of ethanol, it is necessary to pre-treat vegetable biomass, sugarcane bagasse, with enzymes capable of hydrolyzing cellulose (N-glucose molecules in β-1.4 bond) in order to supply glucose for the aerobic and fermentative metabolism of yeasts S. cerevisiae (Santos et al, 2012).…”

Estudos biossintéticos de policetídeos macrolactônicos bioativos em Streptomyces sp. ICBG311

“…Um módulo de PKS tipo I deve conter no mínimo três domínios essenciais para promover um ciclo de alongamento da cadeia: proteína carreadora de acila (ACP), responsável por carrear a cadeia policetídica em formação, domínio acetiltransferase (AT), que recruta a subunidade formadora de cadeia que será incorporada no ciclo em questão, e o domínio cetoacila sintase (KS), que catalisa uma reação de condensação de Claisen, promovendo a formação de uma ligação C-C entre a cadeia que está sendo formada e a nova subunidade a ser incorporada. Ao final do último módulo, está presente o domínio tioesterase (TE), responsável pela saída do policetídeo do complexo enzimático através de uma reação de transesterificação que leva a formação de uma macrolactona por clivagem intermolecular, ou de uma hidrólise gerando um grupo ácido carboxílico (PAULO; SIGRIST;OLIVEIRA, 2019;PAWLIK et al, 2007).…”

“…Além dos obrigatórios, é possível encontrar em um módulo domínios facultativos, que promovem modificações à cadeia policetídica que está sendo construída. Os principais domínios facultativos são: domínio cetorredutase (KR), que reduz a carbonila de cetona a álcool, domínio desidratase (DH), responsável pela formação de um alceno através da uma reação de desidratação, e domínio enoila redutase (ER), que promove a redução do alceno a cadeia saturada (PAULO; SIGRIST;OLIVEIRA, 2019;PAWLIK et al, 2007).…”