Dissertations / Theses on the topic 'Specialized metabolite'
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Fallon, Timothy Robert. "The evolution and specialized metabolism of beetle bioluminescence." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2019. https://hdl.handle.net/1721.1/122840.
Full textCataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references.
Fireflies (Lampyridae) and certain other families of beetles including the American railroad worms (Phengodidae), Asian starworms (Rhagophthalmidae), and American click-beetles (Elateridae), produce light in a process known as bioluminescence. The bioluminescent systems of beetles, natively used for the purposes of mating communication and/or an aposematic warning signal, are now well understood and have been widely applied in biotechnology and biomedical research. There have been considerable advancements in the engineering of the luciferin substrate, and the luciferase enzyme, for beneficial characteristics such as altered emission wavelength, improved thermostability, and improved catalytic parameters, but despite this substantial effort focused on the biotechnological applications of beetle bioluminescence, major questions remain regarding its natural biochemistry and evolutionary origins.
Four major questions that were unanswered at the beginning of this PhD study were: (1) Do fireflies possess a storage form of their luciferin? (2) What is the evolutionary relationship of bioluminescence amongst the bioluminescent beetles families, and has this trait independently evolved multiple times? (3) How is firefly luciferin biosynthesized? And (4) Are there accessory genes from the bioluminescent beetles which act in bioluminescent metabolism, and might these genes be useful for biotechnological applications? Here I describe the discovery and characterization of the presumed storage form of luciferin in fireflies, sulfoluciferin, and the enzyme which produces it, luciferin-sulfotransferase.
Furthermore, I describe the sequencing, assembly, and characterization of the genome of the North American "Big Dipper" firefly Photinus pyralis, along with the Japanese "heike" firefly Aquatica lateralis genome, and the genome of the Puerto Rican bioluminescent click beetle or "cucubano" Ignelater luminosus. Genomic comparisons amongst these three species support the hypothesis that firefly and click beetle luciferase evolved independently, suggesting an independent evolutionary origin of the bioluminescent systems between these fireflies and click beetles. I also describe stable isotope tracing experiments in live fireflies, establishing that adult and larval fireflies likely do not de novo biosynthesize firefly luciferin, and may instead rely on a "recycling" pathway to re-synthesize luciferin from the luminescence product oxyluciferin. Lastly, I discuss the future directions resulting from this thesis, and the yet unanswered questions.
by Timothy Robert Fallon.
Ph. D.
Ph.D. Massachusetts Institute of Technology, Department of Biological Engineering
Xie, Zhengzhi. "Investigation of Plant Specialized Metabolism (Secondary Metabolism) Using Metabolomic and Proteomic Approaches." Diss., The University of Arizona, 2007. http://hdl.handle.net/10150/195218.
Full textCasas, Maria I. "BIOCHEMICAL AND GENETIC CHARACTERIZATION OF SPECIALIZED FLAVONOID METABOLISM IN MAIZE." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1431071650.
Full textRazmilic, Neira Valeria Isabel. "Metabolism analysis of streptomyces leeuwenhoekii C34 with a genome scale model and identification of Biosynthetic genes of specialized metabolites by genome mining." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/144111.
Full textStreptomyces leeuwenhoekii C34 es una nueva cepa que fue aislada desde la laguna Chaxa ubicada en el Desierto de Atacama, Chile. Esta cepa produce metabolitos especializados con actividad contra Staph. aureus resistente a meticilina (MRSA): chaxamicinas y chaxalactinas. La secuencia genómica de S. leeuwenhoekii C34 se obtuvo mediante las tecnologías de Illumina Miseq y PACbio RS II SMRT. El genoma se utilizó para identificar clústers de genes biosintéticos (BGCs) que codifican para metabolitos especializados a través de minería de genomas, y para desarrollar un modelo a escala genómica (GSM) para estudiar las rutas de biosíntesis de producción de metabolitos especializados. Se encontraron 34 BGCs en el genoma de S. leeuwenhoekii C34, más un BGC ubicado en el plásmido pSLE2. Se encontró tres BGCs para lazo-péptidos. Específicamente, se identificó el producto del BGC del lazo-péptido 3 en el sobrenadante de S. leeuwenhoekii C34 cultivado en medio TSB/YEME y se expresó exitosamente en el huésped heterólogo S. coelicolor M1152. Se confirmó que este lazo-péptido era el mismo que la chaxapeptina, recientemente descrita para S. leeuwenhoekii C58. Por otra parte, se identificó un BGC de 64 kb (locus 1083651 a 1147687) que codifica para un híbrido trans-AT PKS/NRPS. Es probable que el producto de este BGC sea un compuesto halogenado debido a la presencia de un gen, sle09470, que codifica para una enzima cloradora. Para estudiar este clúster de genes, se desarrollaron diferentes cepas derivadas de S. leeuwenhoekii. También, el BGC se clonó en huéspedes heterólogos: S. coelicolor M1152, M1154 and S. albus. A través de análisis de HPLC MS/MS y comparación de perfiles de metabolitos, se identificó un grupo de compuestos con patrón clorado, sin embargo se descartaron como posibles productos del BGC ya que además de encontrarse en las cepas de S. leeuwenhoekii también se encontraron en muestras de S. coelicolor M1152. Por otra parte, se detecto un metabolito con una señal de m/z 611.53 [M + H]+ solamente en las muestras de S. leeuwenhoekii M1614 ( chaxamycin BGC) y M1619 ( chaxamycin BGC; sle09560). Se requieren msá estudios para confirmar si los metabolitos expresados diferencialmente corresponden a un producto del híbrido transAT-PKS/NRPS BGC. Para construir el GSM de S. leeuwenhoekii C34 se desarrolló una interfaz basada en python, que permite: buscar genes de Streptomyces asociados a reacciones en la base de datos KEGG, realizar BLAST local contra S. leeuwenhoekii C34, comparar los dominios de proteínas, descargar información de los metabolitos, construir el GSM y realizar simulaciones usando COBRApy. Las rutas biosintéticas de chaxamicinas, chaxalactinas, desferrioxaminas, ectoina y el producto del híbrido transAT-PKS/NRPS BGC (híbrido PK-NP) se incluyeron en el modelo. El modelo, iVR1007, consiste de 1722 reacciones, 1463 metabolitos y 1007 genes, y se validó usando información experimental de crecimiento en diferentes fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo, mostrando un 83.7 % de precisión. El modelo se usó para encontrar deleción y sobre-expresión de genes no intuitivas que predicen un aumento en la producción de precursores de chaxamicinas, chaxalactinas e híbrido PK-NP. Las modificaciones predichas podrán ser usadas para realizar ingeniería metabólica de S. leeuwenhoekii C34 para incrementar la producción de metabolitos especializados.
Barthélémy, Morgane. "Etude de la diversité chimique et biologique d’endophytes de palmiers." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS563.
Full textThe palm Astrocaryum sciophilum is the host plant model chosen in this work. Indeed, due to the longevity of its leaves, we expected to highlight a competitive community of endophytes within the oldest leaves. Thus, 197 endophytes have been isolated and identified from different leaves of six palm specimens. In order to evaluate whether the compounds produced by these microorganisms could be used for the treatment of human disease, the ethyl acetate extracts of each endophyte were tested against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) as well as for a quorum quenching (QQ) activity. Simultaneously, co-culture were carried with the fungi Fusarium oxysporum in order to highlight endophytes providing plant protection against phytopathogens. We selected extracts in order to isolate and identify the bioactive metabolites. Various analytical tools have been used to improve the isolation process (LC-MS/MS, molecular networking or MS imaging).The study of the endophytic community isolated from older leaves did not show a more competitive chemical arsenal. However, two Luteibacter strains exhibited an ethyl acetate extract active against MRSA and several bacteria provide quorum quenching extracts. The metabolome of Colletotrichum genus was studied using molecular networking and a fungus from the Xylariaceae family was studied for its capacity to inhibit F. oxysporum’s growth. In our study, seven endophyte strains were chemically investigated leading to the isolation and identification of 42 molecules whose ten are new
Mütze, Ulrike, Alena Gerlinde Thiele, Christoph Baerwald, Uta Ceglarek, Wieland Kiess, and Skadi Beblo. "Ten years of specialized adult care for phenylketonuria." Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-205208.
Full textAubry, Céline. "Towards combinatorial biosynthesis of pyrrolamide antibiotics in Streptomyces." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS245.
Full textFor more than 80 years, specialized metabolism has provided us with many molecules used in medicine, especially as anti-infectives. Yet today, with the rise of antimicrobial resistance worldwide, new antibiotics are crucially needed. One of the answers to this serious shortage could arise from synthetic biology. In the field of specialized metabolism, synthetic biology is used in particular to biosynthesize unnatural metabolites. Among specialized metabolites, non-ribosomal peptides constitute an attractive target as they have already provided us with clinically valuable molecules (e.g. the vancomycin and daptomycin antibiotics). In addition, most are synthesized by multimodular enzymes called non-ribosomal peptide synthetases (NRPS) and further diversified by tailoring enzymes. Thus, such biosynthetic pathways are particularly amenable to combinatorial biosynthesis, which consists in combining biosynthetic genes coming from various gene clusters or, in the case of NRPSs, combining modules or domains to create a new enzyme. Yet, if several studies have established the feasibility of such approaches, many obstacles remain before combinatorial biosynthesis approaches are fully effective for the synthesis of new metabolites. The work presented here is part of a project aiming at understanding the limiting factors impeding NRPS-based combinatorial biosynthesis approaches, using a synthetic biology approach. We chose to work with the NRPSs involved in the biosynthesis of pyrrolamides. Indeed, these NRPS are solely constituted of stand-alone modules and domains, and thus, particularly amenable to genetic and biochemical manipulations. The characterization of the biosynthetic gene cluster of the pyrrolamide anthelvencin constitutes the first part of this thesis, and provided us with new genes for our study. The second part involved the construction of modular integrative vectors, essential tools for the construction and assembly of gene cassettes. The final part presents the successful refactoring of the congocidine pyrrolamide gene cluster, based on the construction and assembly of synthetic gene cassettes. Altogether, this work paves the way for future combinatorial biosynthesis experiments that should help deciphering the detailed functioning of NRPSs
Erland, Lauren Alexandra Elizabeth. "Enhancement of specialized metabolism, regeneration efficiency and biological activity in lavandin (Lavandula x intermedia cv 'Grosso')." Thesis, University of British Columbia, 2015. http://hdl.handle.net/2429/52707.
Full textIrving K. Barber School of Arts and Sciences (Okanagan)
Biology, Department of (Okanagan)
Graduate
Muchlinski, Andrew Joseph. "Identification, Characterization, and Functional Analysis of Terpenoid Specialized Metabolism in Switchgrass (Panicum virgatum) and Carrot (Daucus carota)." Diss., Virginia Tech, 2019. http://hdl.handle.net/10919/102778.
Full textDoctor of Philosophy
Jorge, Letícia Galhardo. "Desempenho fotossintético, perfil e atividade do óleo essencial de Xylopia aromatica (Lam.) Mart. nas fases vegetativa e reprodutiva no cerrado paulista." Botucatu, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192182.
Full textResumo: Espécies vegetais são capazes de produzir diversidade de substâncias, que desempenham funções importantes para sua sobrevivência e adaptação ao ecossistema. O metabolismo primário, é essencial para o crescimento, desenvolvimento, maturação e reprodução de qualquer espécie. O metabolismo especializado, dependente do primário, é responsável por originar o óleo essencial, que são misturas de metabólitos especializados voláteis, representados principalmente por monoterpenos e sesquiterpenos. Cada espécie vegetal produz um óleo essencial de composição característica específica, podendo ser influenciado por fatores bióticos e abióticos. A fenologia pode influenciar processos bioquímicos e rotas metabólicas capazes de modificar a formação de substâncias biologicamente ativas, alterando diretamente o conteúdo e a qualidade dos óleos essenciais. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar se as fases fenológicas, vegetativa e reprodutiva modificam o desempenho fotossintético e o perfil do óleo essencial de Xylopia aromatica (Lam.) Mart., influenciando sua atividade biológica na defesa antioxidante e ação antifúngica. As variáveis, fluorescência da clorofila a, trocas gasosas, carboidratos, atividade enzimática e peroxidação lipídica, potencial água, conteúdo relativo de água das folhas, extração, rendimento, caracterização química e atividade antifúngica do óleo essencial de Xylopia aromatica foram avaliadas em 24 plantas, 12 no estádio vegetativo e 12 no reprodutivo, coletadas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Research aimed at the knowledge of plant species allows the elaboration of projects that aim at the understanding of development, conservation of biodiversity and sustainable exploitation of natural resources. The primary metabolism, represented by photosynthesis and the specialized one, that synthesizes the essential oil, can be influenced by the environmental and phenological conditions, which can influence the chemical profile of the essential oil and the biological activity in the vegetal defense, including against fungi, bacteria and virus. Compounds from the specialized metabolism present biological activity and potential for the production of bactericides and fungicides. Therefore, it is necessary to know the stage of development of plant species in which the substances of interest, with economic potential, are more concentrated, thus orienting, if appropriate, the collection period, aiming at the conservation and sustainable use. There are scientific studies that reveal biological activity of essential oils, as observed for the genus Xylopia, but none of them relates the primary and specialized metabolism to the stage of development in which the species is found. In this way, the objective of this research was to evaluate if the phenological, vegetative and reproductive phases of Xylopia aromatica (Lam.) Mart. modify the photosynthetic performance and the profile of the essential oil, which may influence its biological activity in the antioxidant defense and antifunga... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
Fang, Jingjing [Verfasser], Jonathan [Akademischer Betreuer] Gershenzon, Bernd [Akademischer Betreuer] Schneider, and Peter [Akademischer Betreuer] Spiteller. "Analysis of plant secondary metabolites from specialized organs, tissue and cells / Jingjing Fang. Gutachter: Jonathan Gershenzon ; Bernd Schneider ; Peter Spiteller." Jena : Thüringer Universitäts- und Landesbibliothek Jena, 2013. http://d-nb.info/103366989X/34.
Full textFernández, Moreno Josefina Patricia. "TOMATO FLESHY FRUIT QUALITY IMPROVEMENT: CHARACTERIZATION OF GENES AND GENOMIC REGIONS ASSOCIATED TO SPECIALIZED METABOLISM IN TOMATO FLESHY FRUIT." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2016. http://hdl.handle.net/10251/55505.
Full text[ES] Hasta hace poco, la mejora genética del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum) había estado centrada principalmente en caracteres agronómicos, como la productividad y la resistencia a estreses, tanto bióticos como abióticos. Así, el interés en la calidad del fruto de tomate es relativamente reciente. La superficie del fruto del tomate puede considerarse tanto un carácter agronómico como de calidad, pues influye en la primera impresión de los consumidores en términos de color y brillo, así como también en los procesos de resistencia o sensibilidad a la rotura ('cracking') o a la pérdida de agua. Estos factores determinan el aspecto del fruto y condicionan atributos relacionados con su manipulación (transporte y procesado). La cutícula se deposita sobre la pared celular de las células epidérmicas y es la primera barrera que interacciona con el ambiente. Está constituida por dos grandes tipos de metabolitos: las ceras cuticulares y la cutina. Otros metabolitos pueden aparecer embebidos en la matriz cuticular, como es el caso de los triterpenoides y los flavonoides. Estos metabolitos contribuyen a la correcta funcionalidad de la cutícula. La compresión de la biosíntesis y regulación génica de la cutícula requiere del desarrollo de metodologías de análisis sencillas y rápidas para el estudio de estos metabolitos especializados en grandes poblaciones (colecciones de mutantes o líneas de introgresión), así como para la identificación de genes y regiones génicas responsables de la producción y acumulación de dichos compuestos, pudiendo ser muy útiles para implementar programas de mejora de la calidad del tomate. El objetivo de esta tesis es contribuir a la comprensión sobre los programas moleculares subyacentes a la calidad del fruto de tomate, proporcionando: i) un protocolo general de análisis del contenido de ceras cuticulares en diferentes especies, incluyendo el tomate; ii) un mapa de QTL de la composición cuticular (incluyendo ceras y monómeros de cutina) obtenido con la población de líneas de introgresión de Solanum pennellii; iii) un protocolo detallado de uso de la herramienta de genética reversa Fruit-VIGS con el que realizar estudios de funciones génicas en fruto de tomate; y iv) una minuciosa caracterización de un nuevo alelo nulo del factor de transcripción SlMYB12 (Slmyb12-pf) en fruto de tomate, proporcionando nueva información sobre la regulación de la ruta biosintética de los flavonoides en la piel del fruto, utilizando espectrometría de masas de alta resolución y de nuevas tecnologías de secuenciación.
[CAT] Fins fa poc de temps, la millora genètica de la tomata (Solanum lycopersicum) anava dirigida fonamentalment als caràcters de tipus agronòmic, com la productivitat i la tolerància a estressos biòtics o abiòtics, resultant que l'interés per la qualitat dels fruits és relativament nou. La superfície de la tomata pot ser considerada tant com un caràcter agronòmic com un de qualitat, ja que és l'aspecte de la superfície del fruit el que confereix al consumidor la primera impressió de color, brillantor, però és també la pell del fruit la responsable de la diferent susceptibilitat del fruit a desenvolupar clevills o que el fruit sofrisca més o menys pèrdues d'aigua, tot tenint importants conseqüències en la manipulació (i.e. transport i processament del fruit). La cutícula és dipositada per sobre de la paret cel·lular que envolta la capa de cèl·lules epidèrmiques i constitueix la primera barrera en la interfase planta-medi ambient. La composició de la cutícula presenta dos grups principals de metabòlits: les ceres i la cutina. També es poden trobar altres metabòlits els triterpenoids i el flavonoids. Aquests darrers components cuticulars menors són implicats en el correcte funcionament de la cutícula. Per tal de comprendre la biosíntesi i la regulació genètica de la cutícula cal desenvolupar tecnologies analítiques senzilles i rapides que permeten estudiar aquests metabòlits especialitzats en poblacions grans de plantes (i.e. Col·leccions de mutants o de línies d'introgressió), a més de la identificació de gens i regions genòmiques que són responsables de la seua producció. Aquesta tesi té com a objectiu contribuir a millorar la nostra comprensió dels programes moleculars que afecten determinats aspectes de la qualitat de la tomata mitjançant els següents objectius: i) proporcionar un protocol general per obtenir perfils de ceres cuticulars en diferents espècies, inclosa la tomata; ii) obtenir un mapa de QTL per a la composició cuticular (i.e. ceres cuticulars i monòmers de cutina) mitjançant la utilització de la població de línies d'introgressió de Solanum pennelli; iii) descriure amb detall el protocol d'una eina de revers genètica denominada Fruit-VIGS que resulta molt adequada per estudiar funció gènica a la tomata; y iv) fer una caracterització exhaustiva del primer al·lel nul del factor de transcripció SlMYB12 (ie. Slmyb12-pf) en tomata la qual proporciona informació nova sobre la regulació de la ruta de biosíntesi de flavonoides en la pell de la tomata mitjançant espectrometria de masses d'alta resolució i RNAseq.
Fernández Moreno, JP. (2015). TOMATO FLESHY FRUIT QUALITY IMPROVEMENT: CHARACTERIZATION OF GENES AND GENOMIC REGIONS ASSOCIATED TO SPECIALIZED METABOLISM IN TOMATO FLESHY FRUIT [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/55505
TESIS
Premiado
Sohrabi, Reza. "Biochemical and Functional Characterization of Induced Terpene Formation in Arabidopsis Roots." Diss., Virginia Tech, 2013. http://hdl.handle.net/10919/74938.
Full textIn summary, this study demonstrates an alternative route for volatile terpene formation belowground different from aboveground plant tissues via triterpene degradation and provides evidence for an unexplored triterpene catabolism pathway in Arabidopsis.
Ph. D.
Neubacher, Nick Larry Valentin [Verfasser], Helge Björn [Akademischer Betreuer] Bode, Helge Björn [Gutachter] Bode, and Eckhard [Gutachter] Boles. "Regulation of specialized metabolites in Photorhabdus and Xenorhabdus / Nick Larry Valentin Neubacher ; Gutachter: Helge Björn Bode, Eckhard Boles ; Betreuer: Helge Björn Bode." Frankfurt am Main : Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg, 2020. http://d-nb.info/1223538060/34.
Full textWichner, Dominik [Verfasser], Timo H. J. [Gutachter] Niedermeyer, Jörg [Gutachter] Degenhardt, and Yvonne Jasmin [Gutachter] Mast. "Isolation and characterization of novel anti-infective specialized metabolites from Actinobacteria / Dominik Wichner ; Gutachter: Timo H. J. Niedermeyer, Jörg Degenhardt, Yvonne Jasmin Mast." Halle (Saale) : Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt, 2021. http://d-nb.info/1233286498/34.
Full textCummings, Matthew. "Harnessing synthetic biology for the bioprospecting and engineering of aromatic polyketide synthases." Thesis, University of Manchester, 2018. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/harnessing-synthetic-biology-for-the-bioprospecting-and-engineering-of-aromatic-polyketide-synthases(e2317dbb-c1b7-4e6e-83d5-03a1453848b2).html.
Full textBartels, Benjamin [Verfasser], Christian [Gutachter] Hertweck, Jonathan [Gutachter] Gershenzon, and Ron M. A. [Gutachter] Heeren. "Profilometry of plant surfaces to facilitate consistent, in vivo laser ablation electrospray ionization of specialized metabolites / Benjamin Bartels ; Gutachter: Christian Hertweck, Jonathan Gershenzon, Ron M.A. Heeren." Jena : Friedrich-Schiller-Universität Jena, 2020. http://d-nb.info/1226217842/34.
Full textChalvin, Camille. "Sclareol biosynthesis in clary sage and its regulation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS194/document.
Full textSclareol is a diterpene produced by floral organs of clary sage (Salvia sclarea, Lamiaceae). It is used in perfume industry for the hemisynthesis of ambroxide, a high-valued perfume component characterized by an amber scent and a high perfume fixation capacity. The global demand for sclareol currently rises, prompting attempts at increasing the yield of sclareol production from clary sage. The purpose of the work presented in this manuscript was to improve knowledge on sclareol biosynthesis and its regulation in clary sage, in order to highlight strategies aiming at enhancing clary sage sclareol content. The analysis of the surface of clary sage calyces by mass spectrometry imaging suggests that sclareol is mainly secreted by specialized epidermal structures called glandular trichomes. Moreover, we have highlighted the respective contributions of the two terpenoid biosynthesis pathways present in plants, MVA and MEP pathways, to the biosynthesis of three terpenoids of clary sage. ¹³C-labeling experiments indicate that sclareol and linalyl acetate both originate from the MEP pathway, whereas β-caryophyllene seems to be of mixed origin. We have also investigated the potential role of a phytohormone, methyljasmonate, in the regulation of sclareol production in clary sage. Finally, we have explored the genetic and phenotypic diversity of Croatian wild clary sage populations and show that these populations represent a distinct genetic resource compared to reference populations. Taken together, these results highlight promising avenues for targeted genetic enhancement of clary sage performances
Najah, Soumaya. "Etude du métabolisme spécialisé de Streptomyces sp. TN58." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS496.
Full textThe number of sequenced bacterial genomes available in databases is steadily increasing. With the development of bioinformatics tools, the exploration of these genomic data has become much easier. These genomic analyzes reveal that an important reservoir of genes for specialized metabolism, and potentially bioactive metabolites, remains to be explored. The vast majority of bacterial specialized metabolism was therefore ignored. I studied the specialized metabolism of a Streptomyces strain called Streptomyces sp.TN58, isolated from a Tunisian soil sample and retained for its broad spectrum of biological activity. Its genome has been sequenced in the frame of this work. I was particularly interested in the biosynthesis of two families of specialized metabolites, acyl alpha-L-rhamnopyranosides and diketopiperazines (DKPs).Acyl alpha-L-rhamnopyranosides are compounds having a rhamnose group linked to an acyl group. They possess a variety of biological activities of medical interest (anti-tumor, antifungal, antibacterial…). Their production by Streptomyces sp. has been described previously but no study of their biosynthetic pathway is available in literature. Streptomyces sp.TN58 strain was known to produce two molecules of this family. I showed that it produced a third one and I looked for the genes directing their biosynthesis. I have identified the genes involved in the biosynthesis of the rhamnose precursor and shown that their inactivation abolished the biosynthesis of acyl alpha-L-rhamnopyranosides. However, the genes located in the vicinity of the rhamnose biosynthetic genes are not involved in acyl alpha-L-rhamnopyranoside biosynthesis. This organization is unusual because all the genes directing the biosynthesis of a specialized metabolite are not clustered, contrarily to what is usually found in Streptomyces and more generally in microorganisms. A genome-mining approach allowed the identification of candidate genes, but the inactivation of some of these genes did not abolish the biosynthesis of the three acyl alpha-L-rhamnopyranoside molecules. This suggests that several rather promiscuous enzymes might be involved in the biosynthesis of acyl alpha-L-rhamnopyranosides.DKPs are cyclic dipeptide derivatives. This class of natural products possesses a wide variety of biological activities, but their physiological role in the producing organism remains often unknown. DKPs can be synthesized by non-ribosomal peptide synthases (NRPSs) or by cyclodipetide synthases (CDPSs). Contrarily to NRPSs which are enzymatic megacomplexes using amino acids as substrate, CDPSs are small enzymes using amino-acylated tRNAs as a substrate. The synthesized cyclodipeptides can undergo various modifications, which explains the diversity of DKP chemical structures. Mining the genome of Streptomyces sp. TN58 allowed the identification of a cluster of two genes (encoding a CDPS and a cytochrome P450) homologous to genes involved in the biosynthesis of a DKP (mycocyclosin) in Mycobacterium tuberculosis. I managed to identify the DKP synthesized. I constructed mutant strains to test the hypothesis that these DKPs could play a role as signaling molecules for morphological differentiation and antibiotic production in Streptomyces sp.TN58. Preliminary results seem to support this hypothesis
Huh, Jung-Hyun. "Biochemical, Molecular and Functional Analysis of Volatile Terpene Formation in Arabidopsis Roots." Diss., Virginia Tech, 2011. http://hdl.handle.net/10919/77151.
Full textPh. D.
Weisberg, Alexandra Jamie. "Investigations into the molecular evolution of plant terpene, alkaloid, and urushiol biosynthetic enzymes." Diss., Virginia Tech, 2014. http://hdl.handle.net/10919/64408.
Full textPh. D.
Marques, Ana Paula da Silva. "Diiversidade química e genética de populações naturais de Lychnophora pinaster Mart." Botucatu, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192383.
Full textResumo: Lychnophora pinaster Mart. (Asteraceae) é uma espécie de ocorrência restrita ao Estado de Minas Gerais e utilizada pela população local por suas propriedades anti-inflamatória e analgésica. O uso indiscriminado pela população e destruição de seu habitat contribuíram para que a espécie entrasse em risco de extinção. Estudos de populações de L.pinaster oriundas do sul e do norte do estado de Minas Gerais reportam diferentes composições de seus óleos essenciais e níveis de diversidade genética, sendo necessários estudos de maior abrangência geográfica que permitam sua caracterização em diversas regiões do estado. Diante disso, este estudo objetivou avaliar a composição química dos óleos essenciais e diversidade genética de populações de Lychnophora pinaster Mart. coletadas em diferentes regiões de Minas Gerais. As populações avaliadas nos estudos químicos são oriundas de duas regiões: Diamantina (DIMa), Olhos D’Àgua (OD) e Grão Mogol (GM), da região Norte de Minas Gerais; e três da Região Metropolitana de Belo Horizonte, Caeté/Rio Acima (CTRA), Nova Lima/Serra da Calçada (NLSC) e Serra da Moeda (SM). Os óleos essenciais foram extraídos por hidrodestilação, a composição química analisada por CG-EM e CGxCG-EM e os resultados avaliados por métodos quimiométricos. Análises de solos revelaram diferenças entre os solos das populações. DIMa e SM apresentaram os maiores rendimentos dos óleos essenciais (ambas 0,12%), enquanto o menor foi o de NLSC (0,04%). Não foi detectada diferença de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Lychnophora pinaster Mart. (Asteraceae) is a species restricted to the State of Minas Gerais and used by the local population for its anti-inflammatory and analgesic properties. The indiscriminate use by the population and the destruction of its habitat contributed to the species becoming at risk of extinction. Studies of L. pinaster populations from the south and north of the state report different compositions of their essential oils and levels of genetic diversity, requiring studies of greater geographic scope that allow their characterization in several regions of the state. Given this scenario, this study aimed to evaluate the chemical composition of essential oils and genetic diversity of populations of Lychnophora pinaster Mart. collected in different regions of Minas Gerais. The populations evaluated in the chemical studies come from two regions: Diamantina (DIMa), Olhos D’Àgua (OD) and Grão Mogol (GM), from the northern region of Minas Gerais; and three from the Metropolitan Region of Belo Horizonte, Caeté/Rio Acima (CTRA), Nova Lima/Serra da Calçada (NLSC) and Serra da Moeda (SM). The essential oils were extracted by hydrodistillation, the chemical composition analyzed by CG-EM and CGxCG-EM and the results evaluated by chemometric methods. Soil analyzes revealed differences between the populations' soils. DIMa and SM showed the highest yields of essential oils (both 0.12%), while the lowest was that of NLSC (0.04%). No difference in yield was detected depending on t... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor
Martinelli, Laure Marie Bernadette. "Étude de la biosynthèse des terpènes et de leur régulation chez Pelargonium x hybridum." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSES010.
Full textThe Pelargonium genus belongs to the Geraniaceae family and includes more than 280 species as well as multiple hybrids and varieties, which have been selected by botanists since the 18th century. Among these accessions, several can be found on the market as ornemental plant (e.g. P. x hortorum) whereas some are cultivated for essential oil (EO) production (e.g. P. x hybridum cv rosat). P. rosat EO is stored in glandular trichomes from leaves and is mainly composed of mono- and sesqui-terpenoids. The resulting volatile organic compound mixture offers a characteristic “geranium” scent. Due to its sophisticated odour reminding of the rose scent, this scent is highly pursued by perfumers and fragrance industries. The purpose of this thesis was to improve our understanding of the terpenoid diversity in pelargonium EO and decipher mechanims underlying their biosynthesis, in particular by characterising enzymes responsible for their production. To this aim, biochemical and transcriptomic studies have been performed. Therefore, a multi-omic approach has been implemented to analyse the terpenome from ten scented-pelargoniums. Moreover, structural and functional analysis of several enzymes involved in terpenoid biosynthesis have been performed and the effect of a climatic stress on the EO composition has been studied
Steiningerová, Lucie. "Úloha F420H2-závislých reduktas v biosyntéze bioaktivních mikrobiálních metabolitů inkorporujících 4-alkyl-L-prolinový derivát." Doctoral thesis, 2020. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-437108.
Full textPires, Vanessa Leal 1988. "Impact of global warming on the spawning success, metabolism and embryogenesis of a specialized soft coral-feeding nudibranch, Armina maculata." Master's thesis, 2012. http://hdl.handle.net/10451/7705.
Full textTemperature is considered as one of the most important physical variables controlling the life of marine organisms. Thus, understanding how they will respond to future thermal scenarios is of great relevance. The present study aimed to investigate, for the first time, the spawning success, embryonic development and metabolic rates of a specialized soft coral-feeding nudibranch, Armina maculata, under different thermal scenarios, which reflect: i) the present-day average spring (18ºC), early-summer (22ºC) and summer (24ºC) temperatures, and ii) the projected near-future warming (27ºC, +3ºC, IPCC 2007), a temperature that the species already experiences during heat wave events in Sado’s estuary. At 22ºC, A.maculata’s adults spawned more frequently and the embryos showed higher survival rates (~88%), indicating this temperature as the optimal for the reproduction of this species. On the other hand, the project near-future warming (27ºC) promoted metabolic suppression in adults, i.e., it triggered the shut-down of several biochemical functions. Additionally, under such thermal scenario, spawning events were scarce, ceased after three weeks, feeding intake was absent and the individuals perished after seven weeks of incubation. Furthermore, early ontogenetic stages (blastula, gastrula, trocophore, active veliger, newly-hatched, veliger) showed concomitant negative effects with increasing temperature. Embryonic development was dramatically shortened followed by increased energy expenditure rates. Moreover, egg mass analysis showed visible deleterious effects on embryo’s development and survival, with the latter decreasing up to 45%. Hence, the ability of A.maculata to overcome the developmental and physiological challenges faced at the projected near-future warming scenario will dictate its long-term survival success.
As alterações climáticas emergiram no último século como uma preocupação global. O aquecimento da superfície dos oceanos é uma realidade incontestável e as consequências desta tendência podem ter efeitos catastróficos nas comunidades marinhas. Estudos preveem que a superfície dos oceanos sofra um aumento de 3ºC até 2100 ditando grandes alterações nas características das grandes massas de água, como o aumento do seu nível médio, que causará um forte impacte nas comunidades costeiras, ou mudanças nas correntes, com consequências graves a nível de dispersão larvar e disponibilidade alimentar, por exemplo. Compreender como irão as comunidades marinhas responder às rápidas mudanças nos ecossistemas constitui uma prioridade na investigação científica. A temperatura é um dos principais fatores físicos que influencia os processos fisiológicos nos organismos marinhos ectotérmicos, tais como taxas de respiração, crescimento, alimentação e reprodução. No entanto, a resposta de cada organismo às variações de temperatura está dependente dos seus limites de tolerância térmica e estágio de desenvolvimento. Além destes limites, a sobrevivência e fitness de um organismo podem estar comprometidos, principalmente numa perspetiva a longo termo. Assim, um organismo exposto prolongadamente a elevadas temperaturas aumenta o seu metabolismo exponencialmente até um nível em que a capacidade respiratória e cardiovascular atingem o seu máximo, seguindo-se um conjunto de reações fisiológicas, tais como, falhas no sistema enzimático, desnaturalização de proteínas e danos membranares que podem resultar na morte do indivíduo. Embora a ordem Nudibranchia seja a maior dentro dos Heterobranchia (Euthyneura, Nudipleura), poucos estudos reportam o efeito da temperatura na ecologia fisiológica dos nudibrânquios e não existem referências quanto à ecologia de Armina maculata. Como seres invertebrados e bênticos, que habitam principalmente as zonas intertidal e subtidal, o efeito do aumento da temperatura pode representar um obstáculo à persistência de muitas espécies. Os nudibrânquios são uma espécie carnívora, alimentando-se de um espectro de seres bênticos e sésseis, que não sejam largamente explorados por outros taxa. Adicionalmente, muitas espécies de nudibrânquios apresentam associações predador-presa, designando-se por espécies estonofágicas, estando intimamente ligados à distribuição e sobrevivência da sua única fonte de recursos alimentares. Assim sendo, a extinção local de determinada presa pode conduzir paralelamente à extinção da espécie de nudibrânquio que dela depende. Esta condição agrava-se perante um cenário de aquecimento global e, consequentemente, a capacidade de resposta e adaptação dos nudibrânquios deve ser avaliada conjuntamente com a capacidade de resposta de adaptação da sua presa. Num cenário futuro de altas temperaturas, onde é esperado um aumento nas taxas metabólicas dos organismos, uma diminuição nas reservas nutricionais pode resultar em falhas no sucesso reprodutor, já que grande parte da energia de um nudibrânquio adulto é direcionada para a reprodução. Atendendo-se ao fato de que a maioria dos nudibrânquios são espécies semélparas com um ciclo de vida anual, entende-se que o estado nutricional do individuo, bem como, as condições ambientais prevalentes durante o período de copulação, desova e eclosão larvar, estejam intimamente ligados ao sucesso reprodutor da espécie. Estudos sobre o sucesso reprodutor do nudibrânquio Adalaria proxima demonstraram que a temperatura afetava significativamente todas as atividades relacionadas com a reprodução, nomeadamente, periodicidade na colocação de posturas, duração do período de desova e viabilidade das massas de ovos. Assim sendo, compreende-se que, embora os nudibrânquios adultos tenham uma maior plasticidade na resposta às variações anuais de temperatura, o seu investimento reprodutor seja direcionado para um curto e único período de tempo, durante o qual as temperaturas são as ideais para assegurar a sobrevivência da descendência. A maioria das espécies de nudibrânquios possuem uma estratégia reprodutora do tipo “r”, isto é, investem em várias em posturas ao longo do período reprodutor, sendo que cada postura é constituída por milhares de ovos, de forma a superar o efeito da seleção natural sobre a grande variabilidade individual da descendência. Esta estratégia revela-se de especial importância para espécies de nudibrânquios que tenham desenvolvimento larvar planctotrófico. A capacidade de adaptação das espécies de nudibrânquios às adversidades do aquecimento global, pode ficar comprometida logo nos primeiros estágios de vida. Na verdade, é esperado que estes sejam os mais vulneráveis às mudanças de temperatura, por possuírem uma janela de tolerância térmica muito menor que a dos adultos. Estudos realizados em vários moluscos heterobrânquios, demonstraram que o aumento da temperatura diminuía o tempo de desenvolvimento embrionário, com efeitos negativos concomitantes na sobrevivência e morfologia dos embriões. Adicionalmente, a diminuição do período de embriogénese pode levar a um desfasamento temporal entre disponibilidade alimentar e eclosão larvar. No futuro, as larvas recém-eclodidas terão uma maior necessidade de alimento, devido às altas taxas metabólicas esperadas, pelo que a falta de recursos poderá comprometer a sua sobrevivência. A atividade metabólica, por sua vez, pode ser considerada como a função fisiológica de um organismo mais dependente das variações de temperatura. Vários estudos foram realizados na perspetiva de identificar os efeitos das variações térmicas no metabolismo de invertebrados marinhos, comprovando-se que o aumento da temperatura é sempre acompanhado de um aumento nas taxas de consumo de oxigénio. Situações de stress ambiental como extremos de temperatura ou privação de alimento, resultam na ativação de uma resposta de supressão metabólica, em que o organismo diminui os seus gastos energéticos ao máximo, procurando sobreviver até surgirem condições ambientais mais favoráveis. Verifica-se também que a taxa de aumento no consumo de oxigénio é mais significativa nos primeiros estágios de vida de um organismo marinho, bem como em nudibrânquios, corroborando a premissa de que estes estágios são os mais vulneráveis e a sua performance e sobrevivência influenciarão diretamente toda a dinâmica populacional da espécie. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi avaliar, pela primeira vez, o impacte de um cenário futuro de aquecimento na ecologia fisiológica do nudibrânquio A.maculata. Indivíduos adultos da espécie A.maculata foram capturados no estuário do Sado (costa oeste de Portugal) e mantidos sob quatro cenários térmicos diferentes, que refletiam: i) a temperatura média atual da primavera (18ºC), início do verão (22ºC) e verão (24ºC) e, ii) a temperatura prevista para o verão sob um cenário futuro de aquecimento (27ºC, +3ºC, IPCC 2007), experienciada já presentemente pela espécie durante ondas de calor no verão, no estuário do Sado. Para se avaliar os efeitos da temperatura na alimentação e reprodução, os indivíduos adultos foram colocados aos pares em aquários individualizados, permitindo a copulação, visto esta espécie ser hermafrodita mas apenas realizar fecundação cruzada, e alimentados ad libitum com a sua presa, o octocoral Veretillum cynomorium. Após iniciado o período reprodutor, as posturas colocadas foram incubadas nas mesmas condições que os adultos e o seu desenvolvimento foi acompanhado diariamente, verificando-se o efeito do aquecimento na morfologia, sobrevivência e tempo de embriogénese. Por fim, foram medidas as taxas de consumo de oxigénio e determinada a sensibilidade térmica (valores de Q10) desta espécie em adultos e embriões. Embora fosse expetado que as altas taxas metabólicas verificadas nos adultos a temperaturas elevadas (24, 27ºC) fossem acompanhadas por um aumento na ingestão de alimento, tal não se verificou. Na verdade, as maiores taxas foram verificadas a 18 e 22ºC, onde se verificou também a preferência pela presa V.cynomorium. Esta diminuição na procura de alimento pode ser explicada pela ativação de uma resposta de supressão metabólica, que resultou numa diminuição da atividade dos indivíduos e no decréscimo da capacidade respiratória, reprodutora e locomotora, levando à morte dos exemplares, após sete semanas de incubação a 27ºC. Concomitantemente, o cenário de aquecimento (27ºC) teve consequências devastadoras para esta espécie em vários aspetos da sua reprodução. Os adultos mantidos a esta temperatura apenas colocaram posturas durante as primeiras três semanas de teste, as quais demonstraram deformações morfológicas (ex. variações na cor, diminuição no tamanho das capsulas, embriões e larvas recém-eclodidas, nos últimos estágios da embriogénese) e cujo tempo de desenvolvimento até à eclosão foi significativamente encurtado (~5 dias) e acompanhado por altas taxas de mortalidade embrionária (~55%). Como esperado, o consumo de oxigénio aumentou linearmente com o aumento da temperatura, verificando-se a premissa de que este aumento seria mais substancial nos embriões do que nos adultos, visto que os estágios iniciais são os mais vulneráveis a variações térmicas. Por outro lado, os resultados apontam o cenário de 22ºC como a temperatura ótima para a reprodução desta espécie. Elevada frequência de desova associada a altas taxas de sobrevivência embrionária (~88%) e sucesso no desenvolvimento ontogenético, sugerem que esta espécie se reproduza preferencialmente no início do verão. Os resultados deste estudo demonstraram que a temperatura desempenha um papel crucial no ciclo de vida do nudibrânquio A.maculata, determinando vários aspetos das suas respostas fisiológicas a nível alimentar, reprodutivo e metabólico. No entanto, a sobrevivência desta espécie, estará dependente da sua capacidade de adaptação às condições de stress extremo no previsto cenário de aquecimento global.
Jirásková, Petra. "Biosyntéza propylprolinové stavební jednotky linkomycinu." Doctoral thesis, 2020. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-437111.
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