Spermidine and 1,3-Diaminopropane Have Opposite Effects on the Final Stage of Cephalosporin C Biosynthesis in High-Yielding Acremonium chrysogenum Strain

亚精胺 头孢菌素C 生物化学 吖啶 生物合成 头孢菌素 拉伤 化学 微生物学 生物 抗生素 解剖 植物
作者
Alexander A. Zhgun,Mikhail A. Eldarov
出处
期刊:International Journal of Molecular Sciences [MDPI AG]
卷期号:23 (23): 14625-14625 被引量:5
标识
DOI:10.3390/ijms232314625
摘要

The addition of exogenous polyamines increases the production of antibiotic cephalosporin C (CPC) in Acremonium chrysogenum high-yielding (HY) strain during fermentation on a complex medium. However, the molecular basis of this phenomenon is still unknown. In the current study, we developed a special synthetic medium on which we revealed the opposite effect of polyamines. The addition of 1,3-diaminopropane resulted in an increase in the yield of CPC by 12–15%. However, the addition of spermidine resulted in a decrease in the yield of CPC by 14–15% and accumulation of its metabolic pathway precursor, deacetylcephalosporin C (DAC); the total amount of cephems (DAC and CPC) was the same as after the addition of DAP. This indicates that spermidine, but not 1,3-diaminopropane, affects the final stage of CPC biosynthesis, associated with the acetylation of its precursor. In both cases, upregulation of biosynthetic genes from beta-lactam BGCs occurred at the same level as compared to the control; expression of transport genes was at the control level. The opposite effect may be due to the fact that N1-acetylation is much more efficient during spermidine catabolism than for 1,3-diaminopropane. The addition of spermidine, but not 1,3-diaminopropane, depleted the pool of acetyl coenzyme A by more than two-fold compared to control, which could lead to the accumulation of DAC.

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