Characterization of pyrrolamide antibiotics biosynthetic pathways

Les pyrrolamides constituent une famille de produits naturels dotés de diverses activités biologiques et synthétisés par des actinobactéries. La congocidine et la distamycine, les molécules les plus connues de cette famille, sont capables de se lier à l'ADN de façon non covalente selon une certaine spécificité de séquence (succession de 4 paires de base A/T). Récemment, les gènes et la voie de biosynthèse de la congocidine ont été identifiés et caractérisés chez S. ambofaciens. Ceci a révélé un mécanisme original impliquant notamment de nouvelles enzymes et de nouvelles voies pour la biosynthèse des trois précurseurs nécessaires à l’assemblage de la congocidine. Nous avons entrepris d’étudier la régulation de la biosynthèse de la congocidine chez S. ambofaciens et d’isoler et de caractériser les groupes de gènes de biosynthèse de deux autres pyrrolamides, la distamycine et les pyrronamycines (produites respectivement par S distallicus et un streptomyces non caractérisé). L'objectif de cette étude est, dans un premier temps, d’améliorer notre compréhension des mécanismes impliqués lors de la biosynthèse de ces molécules (comme le mécanisme d’incorporation des pyrroles) et, par la suite, de manipuler les gènes identifiés pour synthétiser de nouvelles molécules pyrrolamides hybrides.Pyrrolamides constitute a family of natural products with various biological activities, synthesized by actinobacteria. Congocidine (also called netropsin) and distamycin are the best characterized pyrrolamides, largely studied due to their ability to bind into the minor groove of the DNA double helix in a sequence specific manner (succession of four A/T bases). Recently, the congocidine biosynthetic pathway has been characterized in Streptomyces ambofaciens. We showed that an iterative Non Ribosomal Peptide Synthetase with an unusual architecture assembles congocidine, using precursors with undocumented biosynthetic pathways. With the aim of developing a combinatorial biosynthesis approach for the development of new pyrrolamides, we undertook the study of the regulation of congocidine biosynthesis in S. ambofaciens and the isolation of the distamycin and pyrronamycins biosynthetic gene clusters. Characterization of these clusters will result in a more detailed understanding of pyrrolamide biosynthesis (e.g. mechanism of pyrrole polymerization), and provide new tools (enzymes) and building blocks (precursors) necessary for combinatorial biosynthesis