アジリジン環形成酵素ファミリーを介した未知生合成システムの解析

氮丙啶成环酶家族介导的未知生物合成系统的分析

• 批准号: 22KJ0862
• 负责人: 神吉 大地
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0862/
• 关键词: 天然物化学; 反応機構; 二次代謝産物生合成; アジリジン環

対象遺伝子であるアジリジン環形成酵素ファミリーをコードする遺伝子を破壊し、種々条件における代謝物解析を行ったが遺伝子破壊株において生産が消失する化合物は見られなかった。。そこで、遺伝子クラスター中に存在する転写因子を強制発現させることで、クラスターの活性化を試みた。その結果、複数の化合物の生産を質量分析計を用いて確認することに成功した。生産が確認された化合物のうち、一部の化合物について、対象遺伝子を破壊した場合に生産が消失した。また、生産が消失した化合物は、破壊した遺伝子を相補することで生産が回復したことから、これらの化合物が対象遺伝子を介して生産されていることが示唆された。複数の化合物のうち、生合成についての情報をより多く持つと考えられる、分子量が大きい化合物の単離および構造決定を試みることとした。単離対象の化合物は非常に親水性が高く、多種のアミノ酸やタンパク質を含む培地成分との分離には多段階のカラム精製を要した。また、多くのカラム精製において非常にブロードに溶出されることが単離を困難なものとした。そこで、カラムおよびバッファー条件をスクリーニングし、単離条件を精査することで、これまでに2つの化合物の単離に成功した。単離した二つの化合物は、NMRによる構造解析により共通の骨格を有する化合物であることが分かっているものの、化合物の安定性などの問題から単離収率が低く、全体の構造を決定するには至っていない。

编码靶基因的基因Aziridine环形成酶家族被破坏，并在各种条件下进行了代谢产物分析，但没有发现在基因破坏菌株中产生的化合物。 。因此，我们试图通过强行表达基因簇中存在的转录因子来激活簇。结果，成功地使用质谱仪确认多种化合物的产生是成功的。在确认产生的化合物中，当靶基因破坏时，某些化合物的产生消失了。此外，由于生产已经消失的化合物通过补充破坏基因而恢复的产生，因此建议这些化合物是通过靶基因生产的。在多种化合物中，我们决定尝试分离并确定具有较大分子量的化合物的结构，这被认为具有有关生物合成的更多信息。要分离的化合物是高度亲水性的，并且需要多步柱纯化才能与含有多种氨基酸和蛋白质的培养基分离。同样，许多列净化中的极端洗脱使隔离变得困难。因此，通过筛选柱和缓冲条件并检查隔离条件，到目前为止已经成功隔离了两种化合物。尽管已经发现两种孤立的化合物是通过NMR结构分析具有共同主链的化合物，但由于诸如化合物的稳定性等问题，隔离产率较低，并且尚未确定整体结构。