Abstract The global increase in antimicrobial-resistant infections means that there is a need to develop new antimicrobial molecules and strategies to combat the issue. Aurodox is a linear polyketide natural product that is produced by Streptomyces goldiniensis, yet little is known about aurodox biosynthesis or the nature of the biosynthetic gene cluster (BGC) that encodes its production. To gain a deeper understanding of aurodox biosynthesis by S. goldiniensis, the whole genome of the organism was sequenced, revealing the presence of an 87 kb hybrid Polyketide Synthase/Non-Ribosomal Peptide Synthetase (PKS/NRPS) BGC. The aurodox BGC shares significant homology with the kirromycin BGC from S. collinus Tϋ 365; however, the genetic organisation of the BGC differs significantly. The candidate aurodox gene cluster was cloned and expressed in a heterologous host to demonstrate that it was responsible for aurodox biosynthesis and disruption of the primary PKS gene ( aurAI ) abolished aurodox production. These data support a model whereby the initial core biosynthetic reactions involved in aurodox biosynthesis follow that of kirromycin. Cloning aurM* from S. goldiniensis and expressing this in the kirromycin producer S. collinus Tϋ 365 enabled methylation of the pyridone group, suggesting this is the last step in biosynthesis. This methylation step is also sufficient to confer the unique Type III Secretion System inhibitory properties to aurodox. Importance Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is a significant global pathogen for which traditional antibiotic treatment is not recommended. Aurodox inhibits the ability of EHEC to establish infection in the host gut through the specific targeting of the Type III Secretion System, whilst circumventing the induction of toxin production associated with traditional antibiotics. These properties suggest aurodox could be a promising anti-virulence compound for EHEC, which merits further investigation. Here, we have characterised the aurodox biosynthetic gene cluster from Streptomyces goldiniensis and have established the key enzymatic steps of aurodox biosynthesis that give rise to the unique anti-virulence activity. These data provide the basis for future chemical and genetic approaches to produce aurodox derivatives with increased efficacy and the potential to engineer novel elfamycins.

Abstract We report the genome sequence of Streptomyces goldiniensis ATCC 21386, a strain which produces the anti-bacterial and anti-virulence polyketide, aurodox. The genome of S. goldiniensis ATCC 21386 was sequenced using a multiplatform hybrid approach, revealing a linear genome of ~10 Mbp with a G+C content of 71 %. The genome sequence revealed 36 putative biosynthetic gene clusters (BGCs), including a large region of 271 Kbp that was rich in biosynthetic capability. The genome sequence is deposited in DDBJ/EMBL/GenBank with the accession number PRJNA602141.

Abstract Gram-negative pathogens pose a significant threat due to their propensity for causing various infections, often coupled with formidable resistance to conventional antibiotic treatments. In light of this challenge, the development of antivirulence (AV) compounds emerges as a promising alternative strategy, aiming to disrupt key virulence mechanisms rather than directly targeting bacterial viability. One such compound, aurodox, derived from Streptomyces goldiniensis , has exhibited promising AV properties in our prior studies. Specifically, aurodox caused a marked downregulation in the expression and function of the E. coli type 3 secretion system (T3SS), a needle-like injectosome structure which is deployed to translocate effector proteins from the cytoplasm to the host target cells. However, the broader spectrum of aurodox’s efficacy against T3SS across diverse pathogens remained unanswered, prompting the focus of this work. Using quantitative real-time PCR, we show that aurodox exerts inhibitory effects on selected T3SS in various pathogens, including Salmonella typhimurium, Yersinia pseudotuberculosis , and Vibrio parahaemolyticus . However, aurodox was not a universal blocker of all secretion systems, showing selectivity in its mode-of-action, even within a single strain. This finding was verified using transcriptomics which demonstrated that aurodox selectively blocks the expression of the Salmonella typhimurium SPI-2 type T3SS whilst other pathogenicity islands, including the SPI-1 system were not inhibited. To delve deeper into the mechanisms governing aurodox’s efficacy against these pathogens, we analysed transcriptomic datasets from both E. coli and S. Typhimurium treated with aurodox. By identifying orthologous genes exhibiting differential expression in response to aurodox treatment across these pathogens, our study sheds light on the potential mechanisms underlying the action of this rediscovered antibiotic.

Here, we report the incidental isolation and genome sequencing of an E. coli O157:H7 strain isolated from the faeces of commercial, specific-pathogen free mice (BALB/c). The isolate, subsequently named EC_MP01 was found to carry both Shiga toxin 2a and the Locus of Enterocyte Effacement (LEE) pathogenicity island, major virulence factors associated with severe disease in humans. This report draws attention to the limitations of existing screening systems and highlights how strain carriage influence the outputs from such studies.