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Engineered biosynthesis based on functional redesign of aromatic prenyltransferases

基于芳香异戊二烯转移酶功能重新设计的工程生物合成

基本信息

批准号：
21K06627
负责人：
田浦太志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では大麻由来プレニル基転移酵素CsPT4が生理的な基質のolivetolic acid（OLA）およびGPP以外に広範な基質を受容し、新規化合物を含む多数のプレニル化ポリフェノールを生成することを確認している。本年度はこれら生成物について、ヒト膵がん細胞を用いた低栄養条件下での細胞毒性試験を検討した。膵がん細胞は低栄養条件を克服することで悪性化することから、本条件で細胞毒性を示す化合物は抗がん剤の候補となる。本検討の結果、芳香族基質のOLAが全く細胞毒性を示さなかったのに対し、プレニル化生成物はいずれも顕著な細胞毒性を示し、中でもFPPとの反応で得られたファルネシル化OLAに最も高い活性を確認した。すなわちCsPT4は抗がん作用を有するプレニル化合物の酵素合成に適用可能であることを明らかにした。また、本研究で新たに同定したアギ由来O-プレニル基転移酵素FaPT1のキャラクタリゼーションを検討した。FaPT1はクマリンのumbelliferoneにFPP由来のファルネシル基を転移することで、抗がん作用の報告されたumbellipreninを合成する酵素である。本年度の検討から、本酵素はumbelliferone以外にクマリン骨格を有するbergaptolを受容可能であり、またFPPとは鎖長の異なるGPPやGGPPをも基質としてプレニル基を転移可能という広範な基質特異性を示すことを明らかとした。すなわち本酵素は各種プレニル化クマリンの合成に適用可能と考えられる。また植物プレニル基転移酵素は大部分が葉緑体に局在して非メバロン酸経路由来のプレニル基質を利用するが、本酵素は小胞体膜に局在してメバロン酸経路由来のFPPを利用することを明らかにした。以上のように本研究ではCsPT4反応生成物の生物活性に知見を得るとともに、FaPT1の諸性質を解明することができた。

In this study, we confirmed that CsPT4 is a physiological substrate, olivetolic acid (OLA), and a novel compound, which contains most of the biochemists. This year, the cytotoxicity test was conducted under the condition of low temperature in the use of these products. To overcome the hypotrophic condition, the cytotoxic compound is selected. As a result of this study, OLA with aromatic matrix was found to have the highest cytotoxicity, and the highest activity of OLA with aromatic matrix was confirmed in the presence of FPP and FPP. CsPT4 has an anti-inflammatory effect and is suitable for enzyme synthesis. This study is a new study on the origin of O-protein kinase FaPT1. FaPT1 is an umbelliferone enzyme responsible for the synthesis of umbelliferin, an enzyme responsible for the production of umbelliferin, and an enzyme responsible for the production of umbelliferin. This year's study shows that the enzyme has a range of substrate specificity except umbelliferone, and that it can be accepted by bergaptol, FPP and GGPP. The enzyme may be applied to the synthesis of various enzymes. Most of these enzymes are involved in the chloroplast pathway and in the utilization of the substrate, while the enzymes are involved in the cell membrane pathway and in the utilization of the FPP pathway. In this study, the biological activity of CsPT4 anti-tumor products was investigated, and the properties of FaPT1 were clarified.