Исследование междисциплинарной группы учёных показывает, как почвенная бактерия может стать источником вдохновения в поисках новых активных веществ. Геномный анализ патогена растений Pseudomonas syringae пролил свет на его химическое разнообразие. Статья [опубликована](https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503679) в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Два недавно обнаруженных семейства природных соединений — сирилипамиды и сецимиды — в сочетании особенно вредны для амёб, а сецимиды также активны против грибов.
Pseudomonas syringae — патоген растений, который наносит большой ущерб в сельском хозяйстве. Однако он также производит большое количество биологически активных природных соединений. Они могут помочь бактерии адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды и вытеснить конкурентов.
В ходе комплексного геномного анализа исследователи изучили 18 репрезентативных штаммов этого вида бактерий и проанализировали их генетический потенциал для производства природных соединений с помощью современных методов биоинформатики.
Им удалось выявить в общей сложности 231 так называемый биосинтетический кластер генов. Эти кластеры генов содержат гены, кодирующие ферменты, которые отвечают за синтез природных соединений. Особенно много было обнаружено генов для нерибосомальных пептидсинтаз (НРПС). НРПС производят природные соединения, которые, например, помогают бактерии утвердиться среди конкурентов и адаптироваться к окружающей среде.
Благодаря сочетанию биоинформатического анализа, определения химической структуры и тестов на биологическую активность были идентифицированы и охарактеризованы два новых семейства природных соединений: сирилипамиды и сецимиды. Оба они представляют собой низкомолекулярные соединения, продуцируемые P. syringae.
Эти молекулы демонстрируют заметную токсичность по отношению к конкурирующим микроорганизмам, особенно к грибам и амёбам. Их избирательное действие может быть использовано в будущем для защиты растений или в качестве отправной точки для разработки новых биологически активных веществ.
«Мы также обнаружили ранее неизвестный фермент: SecA», — говорит Шуайбин Чжан, первый автор исследования. «SecA добавляет атомы хлора к определённым органическим соединениям, что увеличивает структурную сложность и активность получаемых соединений», — добавляет Пьер Сталлфорт, руководитель проекта.
Он является профессором Йенского университета и заведующим кафедрой в Лейбниц-HKI. Такие хлорированные природные соединения играют важную роль в фармацевтических исследованиях и могут быть использованы в будущем для разработки новых антибиотиков, методов лечения рака или средств защиты растений.
Благодаря своему действию против амёб и грибов, недавно обнаруженные природные соединения могут представлять интерес как для сельского хозяйства, так и для [фармацевтических исследований](https://phys.org/tags/pharmaceutical+research/). Однако в первую очередь команду интересовала экологическая функция этих молекул. Они помогают P. syringae, универсальной бактерии, патогену растений и производителю биологически активных соединений, защищаться от хищников и конкуренции, а также адаптироваться к нишам в естественной среде обитания.
Формирование микробных консорциумов в природе и функции участвующих в них природных соединений способствуют пониманию сложных экологических взаимодействий в нашей среде и являются предметом исследований Йенского кластера передового опыта «Баланс микромира».
В работе участвовали учёные из Лейбниц-Института исследований природных соединений и инфекционной биологии — Ганс Кнёлль Институт (Leibniz-HKI) и Йенского университета имени Фридриха Шиллера.
Предоставлено [Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology](https://phys.org/partners/leibniz-institute-for-natural-product-research-and-infection-biology/)