Biosynthesis Study of Complex Skeleton Natural Organic Compounds Derived from Filamentous Fungi

丝状真菌复杂骨架天然有机化合物的生物合成研究

• 批准号: 20J22522
• 负责人: 白 桐暄
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J22522/
• 关键词: 非ヘム鉄酵素; 生体触媒; 天然物生合成; メロテルペノイド; ジオキシゲナーゼ; 生合成

非ヘム鉄およびα-ケトグルタル酸依存性（Fe/αKG）オキシゲナーゼは、さまざまな酸化的生体変換を触媒します。その触媒的柔軟性と高い効率性から、Fe/αKGオキシゲナーゼは生体触媒としての応用に注目を浴びています。本研究では、真菌由来のメロテルペノイドエメルバリドンの生合成に関与する非常に多様な触媒的特性を持つFe/αKGオキシゲナーゼSptFの生化学的および構造的特性について精査した。in vitroの解析から、SptFがヒドロキシ化、不飽和化、エポキシ化、骨格再編成など、複数の連続的な酸化反応を触媒することが明らかになった。SptFはさまざまなメロテルペノイドに対して非常に広範な基質特異性を示し、テレトニンからユニークなシクロプロパン環を含む5/3/5/5/6/6および5/3/6/6/6の骨格を効率的に生成した。さらに、SptFはアンドロステロン、テストステロン、プロゲステロンなどのステロイドを異なる位置特異性でヒドロキシ化した。SptFの結晶構造解析および構造に基づく変異解析の研究から、酵素反応の分子基盤が明らかになり、ループ領域の可塑性が顕著な基質多様性に寄与している可能性が示唆された。本研究ではSptFは酸化反応の有望な生体触媒として大いに潜在能力を持っていることを示した。

Non-ferrous metal α-oxide acid dependence (Fe/αKG) The flexibility of the catalyst is high, and the Fe/αKG ratio is high. In this study, the origin of fungi and the characteristics of Fe/αKG and SptF are studied carefully. In vitro analysis, SptF is composed of four components: deacidification, unsaturated deacidification, reorganization of the skeleton, and acidification reaction catalyst. SptF has a unique matrix specificity, a unique matrix specificity, and a 5/3/5/6/6 ratio. In addition to the above, it is also possible to change the position of the media. The study of crystal structure analysis and structural diversity analysis of SptF shows that the molecular matrix of enzyme reaction is transparent and the plasticity of each domain is possible due to the diversity of matrix. This study shows that SptF has the potential to catalyze the acidification process.

项目成果

東京大学大学院薬学系研究科天然物化学教室

东京大学药学研究生院天然产物化学系

Structural Diversification of Andiconin-Derived Natural Products by α-Ketoglutarate-Dependent Dioxygenases

• DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01358
• 发表时间: 2020-06-05
• 期刊: ORGANIC LETTERS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Bai, Tongxuan;Matsuda, Yudai;Abe, Ikuro
• 通讯作者: Abe, Ikuro