Critical analysis of polycyclic tetramate macrolactam biosynthetic gene cluster phylogeny and functional diversity
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Polycyclic tetramate macrolactams (PTMs) are bioactive natural products commonly associated with certain actinobacterial and proteobacterial lineages. These molecules have been the subject of numerous structure-activity investigations since the 1970s. New members continue to be pursued in wild and engineered bacterial strains, and advances in PTM biosynthesis suggest their outwardly simplistic biosynthetic gene clusters (BGCs) belie unexpected product complexity. To address the origins of this complexity and understand its influence on PTM discovery, we engaged in a combination of bioinformatics to systematically classify PTM BGCs and PTM-targeted metabolomics to compare the products of select BGC types. By comparing groups of producers and BGC mutants, we exposed knowledge gaps that complicate bioinformatics-driven product predictions. In sum, we provide new insights into the evolution of PTM BGCs while systematically accounting for the PTMs discovered thus far. The combined computational and metabologenomic findings presented here should prove useful for guiding future discovery. IMPORTANCE Polycyclic tetramate macrolactam (PTM) pathways are frequently found within the genomes of biotechnologically important bacteria, including Streptomyces and Lysobacter spp . Their molecular products are typically bioactive, having substantial agricultural and therapeutic interest. Leveraging bacterial genomics for the discovery of new related molecules is thus desirable, but drawing accurate structural predictions from bioinformatics alone remains challenging. This difficulty stems from a combination of previously underappreciated biosynthetic complexity and remaining knowledge gaps, compounded by a stream of yet-uncharacterized PTM biosynthetic loci gleaned from recently sequenced bacterial genomes. We engaged in the following study to create a useful framework for cataloging historic PTM clusters, identifying new cluster variations, and tracing evolutionary paths for these molecules. Our data suggest new PTM chemistry remains discoverable in nature. However, our metabolomic and mutational analyses emphasize the practical limitations of genomics-based discovery by exposing hidden complexity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».