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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2020.tde-16032021-163511
Document
Author
Full name
Laura Pavan Ióca
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2020
Supervisor
Committee
Berlinck, Roberto Gomes de Souza (President)
Oliveira, Luciana Gonzaga de
Eustaquio, Alessandra da Silva
Medeiros, Lívia Soman de
Pupo, Monica Tallarico
Title in Portuguese
Descoberta e estudos de biossíntese de peptídeos não-ribossomais envolvidos na motilidade de Pseudovibrio brasiliensis Ab134
Keywords in Portuguese
genome mining
swarm
bactéria marinha
biofilme
biossíntese
peptídeos
produtos naturais
Abstract in Portuguese
Neste trabalho foram investigados metabólitos envolvidos na motilidade da α-Proteobactéria marinha Pseudovibrio brasiliensis Ab134, utilizando-se dados de sequenciamento do genoma, experimentos de inativação gênica e técnicas de cultivo em laboratório. O uso de análises de bioinformática permitiu identificar um gene cluster de biossíntese mista de peptídeo não-ribossomal sintetases e policetídeo sintase conservado em linhagens de Pseudovibrio spp. e Pseudomonas spp.. A inativação de genes por recombinação homóloga em P. brasiliensis Ab134, levou a descoberta dos heptapeptídeos pseudovibriamidas A1-6 e dos depsipeptídeos pseudovibriamidas B1-6, codificados por esse gene cluster. Estes compostos apresentam uma conexão via uma ureia, ao invés da uma ligação peptídica conectando os primeiros dois resíduos de aminoácidos. Outras modificações incluem um resíduo de ácido desidroaminobutírico, e um heterociclo tiazol. Bioensaios de motilidade mostraram que o mutante pppA, o qual não produz nenhum dos compostos, tem sua habilidade de swarm reduzida e formação de biofilme aumentada. Já os mutantes pppD, produtores apenas das pseudovibriamidas A, mantiveram sua habilidade de swarm, porém a formação de biofilme foi reduzida. Estes experimentos indicaram que os peptídeos produzidos por P. brasiliensis Ab134 podem atuar nos fenótipos relacionados à colonização de seu hospedeiro, a esponja marinha Arenosclera brasiliensis.
Title in English
Discovery and biosynthetic studies of non-ribosomal peptides involved in Pseudovibrio brasiliensis Ab134 motility
Keywords in English
biofilm
biosynthesis
genome mining
marine-derived bacteria
natural products
peptides
swarm
Abstract in English
The present study investigated the metabolites involved on Pseudovibrio brasiliensis Ab134 motility, a marine alpha-Proteobacteria, by using genome sequencing data, gene inactivation experiments and laboratory cultivation techniques. Bioinformatics analyzes allowed the identification of a mixed biosynthetic gene cluster of non-ribosomal peptide syntethases and polyketide synthase conserved in Pseudovibrio and Pseudomonas strains. Gene knock-out in P. brasiliensis Ab134 led the discovery of the compounds encoded by this cluster gene, the heptapeptides pseudovibriamide A1-6 and the depsipeptides pseudovibriamides B1-6. These compounds have a ureido-linkage instead of a peptide bond connecting the first two amino acid residues. Other modifications include a dehydroaminobutyric acid residue, and a thiazole heterocycle. Motility bioassays have shown that the pppA mutant, which does not produce any of the compounds, has reduced swarm motility and increased biofilm formation. The pppD mutants, which produce only pseudovibriamides A, maintained their swarm phenotype, but biofilm formation was impaired. These experiments suggest that the peptides produced by P. brasiliensis Ab134 can influence on phenotypes related to the colonization of the eukaryotic host, the marine sponge Arenosclera brasiliensis.
 
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Publishing Date
2021-03-17
 
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