Анаэробные грибы (класс Neocallimastigomycetes) являются малораспространенными представителями пищеварительного тракта травоядных. Геномы анаэробных кишечных грибов плохо охарактеризованы и не были широко изучены на предмет биосинтетических ферментов натуральных продуктов, таких как антибиотики. В данном исследовании мы изучаем потенциал анаэробных кишечных грибов для синтеза натуральных продуктов, которые могут регулировать состав микробиома кишечника.
Для каталогизации натуральных продуктов анаэробных кишечных грибов четырех различных репрезентативных видов были объединены взаимодополняющие "омические" подходы: Anaeromyces robustus (A. robustus), Caecomyces churrovis (C. churrovis), Neocallimastix californiae (N. californiae) и Piromyces finnis (P. finnis). Всего было идентифицировано 146 генов, кодирующих ферменты биосинтеза различных типов натуральных продуктов, включая синтетазы нерибосомальных пептидов и синтазы поликетидов. Кроме того, геномы N. californiae и C. churrovis кодировали семь предполагаемых бактериоцинов - класс антимикробных пептидов, обычно производимых бактериями.
При стандартном лабораторном выращивании на растительной биомассе или растворимых субстратах транскрибировалось 26% всех основных биосинтетических генов всех четырех штаммов. При выращивании на целлобиозе у всех четырех штаммов грибов с помощью протеомики было обнаружено 30% от общего количества продуктов биосинтетических генов. Жидкостная хроматография-тандемная масс-спектрометрия (LC-MS/MS), характеризующая супернатанты грибов, выявила 72 вероятных натуральных продукта только из A. robustus.
Соединение, продуцируемое всеми четырьмя штаммами анаэробных грибов, было предположительно идентифицировано как стирилпирон баумин, относящийся к поликетидам. Молекулярная сеть количественно определила сходство между спектрами тандемной масс-спектрометрии (MS/MS) этих грибов, что позволило выделить три группы натуральных продуктов, которые являются уникальными для анаэробных грибов.
В целом, эти результаты подтверждают вывод о том, что анаэробные кишечные грибы синтезируют натуральные продукты, которые могут быть использованы в качестве источника антимикробных, терапевтических и других биологически активных соединений.
