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박제원
박제원 (Je Won Park) 저자 이메일 보기
이화여자대학교, 현 선문대학교
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192 KB
  CV updated 2019-11-29 11:37
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조회 7981  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
Discovery of parallel pathways of kanamycin biosynthesis allows antibiotic manipulation

Je Won Park1,2,5, Sung Ryeol Park1,5, Keshav Kumar Nepal2, Ah Reum Han3, Yeon Hee Ban1, Young Ji Yoo1, Eun Ji Kim1, Eui Min Kim2, Dooil Kim4, Jae Kyung Sohng2* & Yeo Joon Yoon1*

1Department of Chemistry and Nanoscience, Ewha Womans University, Seoul, Republic of Korea. 2Department of Pharmaceutical Engineering, Institute of Biomolecule Reconstruction, Sun Moon University, Chungnam, Republic of Korea. 3Interdisciplinary Program of Biochemical Engineering and Biotechnology, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea. 4Systems Microbiology Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Daejeon, Republic of Korea. 5These authors contributed equally to this work.

Kanamycin is one of the most widely used antibiotics, yet its biosynthetic pathway remains unclear. Current proposals suggest that the kanamycin biosynthetic products are linearly related via single enzymatic transformations. To explore this system, we have reconstructed the entire biosynthetic pathway through the heterologous expression of combinations of putative biosynthetic genes from Streptomyces kanamyceticus in the non.aminoglycoside-producing Streptomyces venezuelae. Unexpectedly, we discovered that the biosynthetic pathway contains an early branch point, governed by the substrate promiscuity of a glycosyltransferase, that leads to the formation of two parallel pathways in which early intermediates are further modified. Glycosyltransferase exchange can alter flux through these two parallel pathways, and the addition of other biosynthetic enzymes can be used to synthesize known and new highly active antibiotics. These results complete our understanding of kanamycin biosynthesis and demonstrate the potential of pathway engineering for direct in vivo production of clinically useful antibiotics and more robust aminoglycosides.

논문정보 F1000선정
- 형식: Research article
- 게재일: 2011년 10월 (BRIC 등록일 2011-10-10)
- 연구진: 국내연구진태극기
- 분야: Biochemistry, Molecular_Biology, Chemical Biology
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