Resumo

A antraciclina cosmomicina D (CosD) é um policetideo produzido pela bactéria gram-positiva Streptomyces olindensis com atividade antitumoral e antimicrobiana. CosD apresenta um padrão de glicosilação complexo com duas cadeias de trissacarideos ligados aos carbonos da posição C-7 e C-10. Uma região do cluster gênico envolvido na produção desta molécula foi descrito em estudos anteriores, correspondendo a 14 kb, neste trabalho, o restante do cluster foi elucidado através de técnicas moleculares de Genome Walking LDGW-PCR e Genome mining, como uma região de 43 kb contendo 41 ORF´s, sendo um dos maiores clusters reportados entre as antraciclinas. A anotação dos genes foi realizada in silico através dos programas AntiSMASH, FGENESH e a predição das proteínas realizou-se estabelecendo homologias frente às bases de dados do NCBI e Pfam. Os genes foram classificados de acordo com sua funcionalidade em varias categorias: biossintese da algicona, reguladores, glicosiltransferases, açúcares, resistência e genes com função desconhecida. A análise do gene cosY permitiu estabelecer uma homologia de 55% com os genes ornitina ciclodeaminase de eucariotos. Para estabelecer sua função e o papel que desempenha na sintese da cosmomicina, foi subclonado um fragmento de 5 kb no vetor comercial pUC18, a partir da digestão do cosmideo p5E11pertencente a uma biblioteca genômica de S. olindensis. O sitio de restrição Bsu36I permitiu a inserção de um cassette de apramicina como passo preliminar para sua inativação A via biossintética começa com a ativação de uma região contendo os genes para o PKS minimo (cosE, cosC, cosB) envolvidos na condensação de uma unidade de propionato com nove acetatos provenientes de malonil-CoA para formar o esqueleto policetidico. As reações pós-PKS são reguladas pelas enzimas metiltransferase (ORF-51), ciclase (ORF-50) cetoredutase (ORF-39) formando aclavinona. As reações seguintes levam à formação de uma molécula tetracíclica do tipo 7,8,9,10-tetrahidro-5,12-naftacenoquinona com duas cadeias trissacaridicas formadas pelos açúcares L-rodinose, 2-deoxi-L-fucose e L-rodosamina ligados no C-7 e C-10 pela ação das enzimas glicosiltransferases (CosG, ORF-53 e CosK).