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Exploring the diversity of marine-derived fungal polyketide synthases

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Abstract:

Using an approach based on polymerase chain reaction (PCR), we examined the diversity of polyketide synthase (PKS) genes present in 160 marine fungal isolates, representing 142 species. We obtained ketosynthase (KS) domain PCR products from 99 fungal isolates, representing Dothideomycetes, Sordariomycetes, Eurotiomycetes, and incertae sedis. Sequence similarity searches and phylogenetic analysis of 29 marine partial-KS-encoding sequences revealed domains predicted to encode reducing, nonreducing, and 6-methylsalicylic acid PKSs. Bioinformatic analysis of an alignment of the KS sequences from marine-derived fungi revealed no unique motifs in this region. However, several specificity-determining positions were apparent between fungal 6-methylsalicylic acid PKSs as compared with either reducing or nonreducing PKSs. Evaluation of these positions in the context of a modelled three-dimensional protein structure highlighted their potential use as PKS classification markers. Evaluating primer-binding sites was necessary to obtain KS domain fragments from putative PKSs while maintaining a level of sequence information adequate to properly classify and characterize them.

Grâce à une approche basée sur la réaction en chaîne de la polymérase (PCR), nous avons examiné la diversité des gènes codant une polyketide synthase (PKS) présents dans 160 isolats fongiques marins représentants 142 espèces. Nous avons obtenu des produits PCR du domaine cétosynthase (CS) de 99 isolats fongiques représentant les Dothidéomycètes, les Sordariomycètes, les Eurotiomycètes et des formes incertae sedis. Les recherches de similarité de séquences et l’analyse phylogénique de 29 séquences partielles codant le domaine CS des organismes marins ont prédit des domaines codant des PKS réductrices, non-réductrices ainsi que des PKS de l’acide 6-méthylsalicilique. L’analyse bioinformatique des séquences alignées des domaines CS des champignons marins n’a révélé aucun motif unique dans cette région. Cependant, plusieurs positions déterminant la spécificité sont apparentes au sein des PKS fongiques du 6-méthylsalicilique, comparativement aux PKS réductrices ou non-réductrices. L’évaluation de ces positions dans le contexte d’un modèle structural en 3-D de la protéine met en évidence leur utilité potentielle comme marqueurs de classification des PKS. L’évaluation des sites de liaison des amorces est essentielle pour obtenir des fragments du domaine CS de PKS présumées, tout en maintenant un niveau adéquat d’information de séquence pour les classer et les caractériser de façon appropriée.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2007

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2007/00000053/00000002/art00017
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