Публикация научных работ

03.00.00 Биологические науки

IN SILICO РЕКОНСТРУКЦИЯ ФУКОИДАН-УТИЛИЗИРУЮЩИХ ЛОКУСОВ МОРСКИХ БАКТЕРИЙ FORMOSA ALGAE, FORMOSA HALIOTIS И WENYINGZHUANGIA FUCANILYTICA

Зуева А. О., Сильченко А. С., Ермакова С. П.

Зуева Анастасия Олеговна - бакалавр, кафедра биоорганической химии и биотехнологии, Школа естественных наук, Дальневосточный федеральный университет;

Сильченко Артем Сергеевич – кандидат химических наук, научный сотрудник;

Ермакова Светлана Павловна - доктор химических наук, заведующая лабораторией,Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г. Б. Елякова, Дальневосточное отделение Российской академии наук, г. Владивосток

Аннотация: микроорганизмы играют ключевую роль в метаболических процессах различных экосистем. Выявление микроорганизмов и метаболических путей, ответственных за деградацию полисахаридов бурых водорослей, является важным для понимания глобального метаболизма углеводов. Ферментативный аппарат морских бактерий, участвующий в катаболизме сульфатированных полисахаридов бурых водорослей, практически не изучен. В данной работе нами впервые представлен in silico-анализ фукоидан-утилизирующих локусов (FUL) морских бактерий Formosa algae, Formosa haliotis и Wenyingzhuangia fucanilytica. Методом сравнительной геномики определены границы оперонов и их регуляторы, предположена функция некоторых, ранее не изученных белков и предложен путь катаболизма сульфатированных фукозсодержащих полисахаридов морскими бактериями.

Ключевые слова: морские бактерии, геном, полисахариды бурых водорослей, фукоиданы, фукоидан-утилизирующий локус.

IN SILICO RECONSTRUCTION OF FUCOIDAN UTILAZATION LOCI OF FORMOSA ALGAE, FORMOSA HALIOTIS AND WENYINGZHUANGIA FUCANILYTICA

Zueva A., Silchenko A., Ermakova S.

Zueva Anastasiya - undergraduate, Department of bioorganic chemistry and biotechnology, school of natural sciences, Far eastern federal university;

Silchenko Artem – PhD in chemistry, scientific researcher;

Ermakova Svetlana – Doctor in chemistry, head of laboratory, G.B. Elyakov pacific institute of bioorganic chemistry far eastern branch, Russian academy of sciences, Vladivostok

Abstract: microorganisms play a key role in metabolic processes in different ecosystems. Determination of microorganisms and metabolic pathways responsible for the degradation of polysaccharides from brown algae is important for understanding of the global carbohydrate metabolism. Enzymatic machinery of marine bacteria that involved in the catabolism of sulfated polysaccharides from brown algae, practically has not been studied. In present work we describe in silico-analysis of fucoidan utilization loci (FUL) of marine bacteria Formosa algae, Formosa haliotis and Wenyingzhuangia fucanilytica. We identified the borders of operons and their transcriptional regulators, assume the function of some hypotetical proteins and proposed catabolic pathways of sulfated fucose-containing polysaccharides by marine bacteria.

Keywords: marine bacteria, genome, brown algae polysaccharides, fucoidan, fucoidan utilization loci.

Список литературы / References

1. KusaykinM. I., SilchenkoA.S., ZakharenkoA. M., ZvyagintsevaT. N. Fucoidanases // Glycobiology, 2015. V. 1. P. 1–10.
2. Li B., Lu F., Wei X., Zhao R. Fucoidan: Structure and Bioactivity // Molecules, 2008. V. 13. P. 1671-1695.
3. Zonga A., Cao H., Wang F. Anticancer polysaccharides from natural resources: A review of recent research // Carbohydr. Polym., 2012. V. 90. P. 1395-1410.
4. Hayashi K., Nakano T., Hashimoto M., Kanekiyo K., Hayashi T. Defensive effects of a fucoidan from brown alga Undaria pinnatifida against herpes simplex virus infection // Int. J. Immunopharmacol., 2008. V. 8, N 1. P. 109-116.
5. Colliec S., JozefonviczA low molecular weight fucoidan fraction from the brown seaweed Pelvetia canaliculata / // The International Journal of Plant Biochemistry, V. 35. № 3. P. 697-700.
6. Descamps V., Colin S., Lahaye M., Jam M., Richard C., Potin P., Barbeyron T., Yvin J., Kloareg B. Isolation and culture of a marine bacterium degrading the sulfated fucans from marine brown algae // Mar. Biotechnol., 2006. V. 8. № 1. P. 27–39.
7. Woo-Jung K., Kim S., Lee Y., Kim H., Kim H., Moon S., Suh H., Jang K., Park Y. Isolation and characterization of marine bacterial strain degrading fucoidan from korean Undaria pinnatifida sporophylls // J. Microbiol. Biotechnol., 2008. V. 18. № 4. P. 616-623.
8. Barbeyron T., L'Harold S., Michel G., Czjzek M. Mariniflexile fucanivorans,.
9. Chang Y., Xue C., Tang Q., Li D., Wu X., Wang J. Isolation and characterization of a sea cucumber fucoidan utilizing marine bacterium // Lett. Appl. Microbiol.,.№.
10. Sakai T., Ishizuka K., Shimanaka K., Ikai K., Kato I. Structure of oligosaccharides derived from Cladosiphon okamuranus fucoidan by digestion with marine bacterial enzymes // Mar. Biotechnol., 2003. V. 5. № 6. P. 536-544;
11. Бакунина И. Ю., Шевченко Л. С., Недашковская О. И., Шевченко Н. М., Алексеева С. А., Михайлов В. В., Звягинцева Т. Н. Поиск фукоидан-гидролаз среди морских микроорганизмов // Микробиология, 2000. Т. 69. № 3. С. 370-376.
12. Tanaka R., Mizutani Y., Shibata T., Miyake H., Iehata S., Mori T., Kuroda K., Ued M. Genome Sequence of Formosa haliotis Strain MA1, a Brown Alga-Degrading Bacterium Isolated from the Gut of Abalone Haliotis gigantean // Genome Announc., V. 4.№ 6..
13. ChenChangDongXueWenyingzhuangia fucanilytica.,.
14. Sonnenburg E. D., Sonnenburg J. L., Manchester J. K., Hansen E. E., Chiang H. C., Gordon J.I .A hybrid two-component system protein of a prominent human gut symbiont couples glycan sensing in vivo to carbohydrate metabolism // ,.
15. LarsbrinkRogers HemsworthMcKeeTauzinSpadiutKlinterPudloUrsKoropatkinCreaghHaynes Kelly Cederholm Davies Martens Brumer H. A discrete genetic locus confers xyloglucan metabolism in select human gut Bacteroidetes // Nature, 2014. V. 506. № 7489. P. 498–502.
16. Silchenko A. S., Kusaykin M. I., Kurilenko V. V., Zakharenko A. M., Isakov V. V., Zaporozhets T. S., Gazha A. K., Zvyagintseva T. N. Hydrolysis of Fucoidan by Fucoidanase Isolated from the Marine Bacterium Formosa algae // Mar. Drugs., 2013. V. 11. P. 2413-2430.
17. Koropatkin MartensGordon Smith. Starch catabolism by a prominent human gut symbiont is directed by the recognition of amylose helices // Structure, V. 16.№
18. Leite E. L., Medeiros M. G. L., Rocha H. A. O., Farias G. G. M., da Silva L. F., Chavante S. F., de Abreu L. D., Dietrich C. P., Nader H. B. Structure and pharmacological activities of a sulfated xylofucoglucuronan from the alga Spatoglossum schroederi // Plant Science, 1998. V. 132. P. 215–228.
19. Sakai T., Kimura H., Kato I. Purification of sulfated fucoglucuronomannan lyase from bacterial strain of Fucobacter marina and study of appropriate conditions for Its enzyme digestion // Mar. Biotechnol., 2003. Vol. 5. № 4. P. 380-387;
20. Youssef N. H., Farag I. F., Rinke C., Hallam S. J., Woyke T., Elshahed M. S. In Silico Analysis of the Metabolic Potential and Niche Specialization of Candidate Phylum "Latescibacteria" (WS3) // PLoS ONE, 2015. V.10. № 6. e0127499.
21. Michel G., Tonon T., Scornet D., Cock J.M., Kloareg B. The cell wall polysaccharide metabolism of the brown alga Ectocarpus siliculosus. Insights into the evolution of extracellular matrix polysaccharides in Eukaryotes / // New Phytologist., 2010. V. 188. P. 82–97.
22. Aziz R. K., Bartels D., Best A. A., DeJongh M., Disz T., Edwards R. A., Formsma K., Gerdes S., Glass E. M., Kubal M., Meyer F., Olsen G. J., Olson R., Osterman A. L., Overbeek R. A., McNeil L. K., Paarmann D., Paczian T., Parrello B., Pusch G. D., Reich C., Stevens R., Vassieva O., Vonstein V., Wilke A., Zagnitko O. The RAST Server: Rapid Annotations using Subsystems Technology // BMC Genomics,
23. 23.Rutherford K., Parkhill J., Crook J., Horsnell T., Rice P., Rajandream M. A., Barrell B. Artemis: sequence visualization and annotation / // Bioinformatics, 2000. V. 16. № 10. P. 944-955.
24. 24.Petersen T. N., Brunak S., von Heijne G., Nielsen H. Signal P 4.0: discriminating signal peptides from transmembrane regions // Nature Methods.,.
25. 25.Jones P., Binns D., Chang H.-Y., Fraser M., Li W., McAnulla C., McWilliam H., Maslen J., Mitchell A., Nuka G., Pesseat S., Quinn A. F., Sangrador-Vegas A., Scheremetjew M., Yong S.-Y., Lopez R., Hunter S. InterProScan 5: genome-scale protein function classification // Bioinformatics, 2014.
26. Yin Y., Mao X., Yang J, Chen X., Mao F., Xu Y. dbCAN: a web resource for automated carbohydrate-active enzyme annotation // Nucleic Acids Res., 2012.

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Зуева А. О., Сильченко А. С., Ермакова С. П. IN SILICO РЕКОНСТРУКЦИЯ ФУКОИДАН-УТИЛИЗИРУЮЩИХ ЛОКУСОВ МОРСКИХ БАКТЕРИЙ FORMOSA ALGAE, FORMOSA HALIOTIS И WENYINGZHUANGIA FUCANILYTICA// Проблемы современной науки и образования  № 5 (87), 2017. - С. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях