Identifizierung und Charakterisierung des Tubulysin-Biosynthesegenclusters aus dem Myxobakterium Angiococcus disciformis An d48

Myxobakterien produzieren eine große Vielfalt von biologisch aktiven Sekundärmetaboliten. In Kulturextrakten des Myxobakteriums A. disciformis An d48 konnten der Elektronentransport-Inhibitor Myxothiazol, der Proteinbiosynthese-Inhibitor Angiolam und das Mikrotubuli destabilisierend wirkende Tubulysin detektiert werden. Diese Verbindungen scheinen durch Hybrid-Enzymkomplexe aus Polyketidsynthasen und nicht-ribosomalen Peptidsynthetasen synthetisiert zu werden, deren Existenz kürzlich in Myxobakterien nachgewiesen wurde. Die Tubulysine sind Peptide, die ungewöhnliche Aminosäuren enthalten und sich durch eine hohe zytostatische Wirkung gegen Säuger-Zellinien mit einem IC50 im pikomolaren Bereich auszeichnen. Da die Tubulysine nur in sehr geringen Mengen gebildet werden (1-4 mg/l) musste eine Detektionsmethode für Tubulysin negative Mutanten etabliert werden, um das entsprechende Biosynthesegencluster identifizieren zu können. 1200 Mutanten konnten durch das Mariner abgeleitete Transposon pMycoMar erzeugt werden. Die Kulturextrakte dieser Mutanten wurden neben einem Bioassay mittels DAD gekoppelter HPLC-Analyse untersucht. Für insgesamt vier Mutanten konnte durch Reisolierung der Vektoren gezeigt werden, dass die Transposition in das korrespondierende Tubulysin Biosynthesegencluster stattgefunden hat, welche anschließend sequenziert wurde. Durch die Sequenzauswertung des Genclusters konnte der ungewöhnliche Aufbau eines Hybrids aus Polyketidsynthasen und nicht ribosomalen Peptidsynthetasen aufgezeigt werden, das eine Vielzahl bisher unbekannter Eigenschaften aufweist.