ATP-grasp酵素によって生合成される新規環状ペプチドの異宿主生産

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リボソーム翻訳系翻訳後修飾ペプチド(RiPPs: Ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides) はバクテリアやカビによって生産されるペプチドでリボソーム翻訳系によって生合成される天然物の総称である. 20以上のクラスに分けられ、その中には、ランチペプチド, チオペプチドなど多様な構造を有するペプチドが含まれる。特に、ATPを反応に用いて、環状化するペプチド群が知られている。本研究においては、ゲノムマイニングの手法を用いて、遺伝子クラスターを大腸菌に組み込み、発現生産の手法で、新しい環状ペプチドを得ることを目的としている。本年度は、ゲノムマイニングの結果、高熱性細菌であり、クテドノバクテリアに属するThermosporothrix hazakensisのゲノムに生合成遺伝子を見出した。さらにクローニングを行い、発現ベクターに前駆体遺伝子と、修飾酵素遺伝子を組み込んだ。大腸菌のT7プロモーター発現システムを用いて、発現を行った。菌体抽出を行い、HPLCおよびESI-MSを用いて化学分析を行ったところ、目的とするペプチドを検出することができた。さらに培養を行い、ペプチドの分離を進めた結果、Hazakensin AおよびBと命名した二つのペプチドが得られた。NMRおよびESI-MSを用いて、構造解析を行ったところ、三環性のペプチドであることが明らかとなった。また、生産条件を検討したところ、高い温度の方がより生産が向上することが明らかとなった。これは、修飾酵素の反応が高温の方が反応性が高いことが要因と考えられる。