Exploring the Nature of the Antimicrobial Metabolites Produced by Paenibacillus ehimensis Soil Isolate MZ921932 Using a Metagenomic Nanopore Sequencing Coupled with LC-Mass Analysis

基因组 拟杆菌 GenBank公司 生物 微生物学 16S核糖体RNA 序列分析 抗菌剂 美国foulbrood 计算生物学 基因 遗传学 孢子
作者
Mohamed A. Eltokhy,Bishoy T. Saad,Wafaa N. Eltayeb,I.S. Yahia,Khaled M. Aboshanab,Mohamed Seif El-Din Ashour
出处
期刊:Antibiotics [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:11 (1): 12-12 被引量:14
标识
DOI:10.3390/antibiotics11010012
摘要

The continuous emergence of multidrug-resistant (MDR) pathogens poses a global threat to public health. Accordingly, global efforts are continuously conducted to find new approaches to infection control by rapidly discovering antibiotics, particularly those that retain activities against MDR pathogens. In this study, metagenomic nanopore sequence analysis coupled with spectroscopic methods has been conducted for rapid exploring of the various active metabolites produced by Paenibacillus ehimensis soil isolate. Preliminary soil screening resulted in selection of a Gram-positive isolate identified via 16S ribosomal RNA gene sequencing as Paenibacillus ehimensis MZ921932. The isolate showed a broad range of activity against MDR Gram-positive, Gram-negative, and Candida spp. A metagenomics sequence analysis of the soil sample harboring Paenibacillus ehimensis isolate MZ921932 (NCBI GenBank accession PRJNA785410) revealed the presence of conserved biosynthetic gene clusters of petrobactin, tridecaptin, locillomycin (β-lactone), polymyxin, and macrobrevin (polyketides). The liquid chromatography/mass (LC/MS) analysis of the Paenibacillus ehimensis metabolites confirmed the presence of petrobactin, locillomycin, and macrobrevin. In conclusion, Paenibacillus ehimensis isolate MZ921932 is a promising rich source for broad spectrum antimicrobial metabolites. The metagenomic nanopore sequence analysis was a rapid, easy, and efficient method for the preliminary detection of the nature of the expected active metabolites. LC/MS spectral analysis was employed for further confirmation of the nature of the respective active metabolites.
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