Bakteriyel İkincil Metabolitlerin Biyoaktif Peptit Üreten Yeni Aktinomisitlerden İzolasyonu ve İn Siliko Çalışmaları

Abstract

Biyofarmasötiklerin en önemli sınıflarından biri terapötik peptidlerdir. Bu peptitler, bakteri kaynaklı ilaç keşfi alanında çalışan özellikle de dünyanın bir sonraki sefer karşı karşıya kalabileceği pandemi olarak kabul edilen evrensel sorunun (antimikrobiyal direnç) üstesinden gelmelerini sağlayan bilim adamlarının ana motivasyon kaynağı haline geldi. Son 80 yılda bu peptidleri üreten ve bilim adamlarının patojen mikropları yenmesini sağlayan muhteşem bakterilerden biri de Streptomyces'tir. Bu çalışmada patojenik bakteri ve mantarlara karşı biyoaktivite sergileyen yeni Streptomyces MK37H suşunu rapor edilmektedir. Tüm genom dizilimi NCBI Referans Dizisi altında NCBI veri tabanında gerçekleştirilmiş ve kaydedilmiştir: NZ_JAAAYH000000000.1. Biyoaktif özelliklerden sorumlu olabilecek yeni bileşikleri bulmak için genom verileri bazı biyoenformatik programlarla analiz edildi. Ham ekstraktın ESI-QTOF-MS/MS ile moleküler ağ oluşturma ile hedeflenmemiş metabolomik profilinin çıkarılması, metanolik ekstraktının siklik peptitler, lipopeptitler, oligopeptitler ve depsipeptitler gibi farklı peptitlerle zenginliğini ortaya koydu. MS2 ve NMR spektroskopisi ile izolasyon, saflaştırma ve yapı aydınlatması gerçekleştirildi. Yeni antibakteriyel ve antiviral peptitler tanımlandı. Bilgisayar platformlarına dayalı moleküler modelleme çalışmaları, bileşik 1'in (oligopeptit; makrolid) ve bileşik 2'nin (depsipeptitler; makrolid laktamlar) sırasıyla bakteriyel membran proteini/transferazı ve viral protein hidrolazı hedeflediğini ortaya koymaktadır.One of the most interesting class of biopharmaceuticals is therapeutic peptides. These peptides have become the main motive of scientists' interest in the field of bacteria-derived drug discovery, especially those that enable them to overcome the universal issue (antimicrobial resistance) which is considered the pandemic that the world may face next time. One of among amazing bacteria that produce these peptides and enable the scientists to defeat pathogenic microbes over last 80 years is Streptomyces. Here we report novel Streptomyces MK37H strain which exhibited bioactivity against pathogenic bacteria and fungi. Whole genome sequencing has been performed and registered at NCBI database under NCBI Reference Sequence: NZ_JAAAYH000000000.1. Whole genome data subjected to some bioinformatic tools to find out novel compounds that could be responsible for bioactive property. Untargeted metabolomics profiling of the crude extract by ESI-QTOF-MS/MS with molecular networking exhibited the richness of its methanolic extract with different peptides like cyclic peptides, lipopeptides, oligopeptides and depsipeptides. Isolation, purification and structure elucidation by MS2 and NMR spectroscopy were performed. Novel antibacterial and antiviral peptides were identified. In silico platforms-based molecular modeling studies manifest that compound 1 (oligopeptide; macrolide) and compound 2 (depsipeptides; macrolide lactams) targeted bacterial membrane protein/transferase and viral protein hydrolase respectively.