放射菌ポリケタイド系配糖体抗生物質の合理的分子設計とその生産

链球菌聚酮糖苷类抗生素的合理分子设计与生产

• 批准号: 09771898
• 负责人: 市瀬 浩志
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09771898/
• 关键词: 天然有機化合物; 生合成; ポリケタイド; 抗生物質

芳香族ポリケタイド抗生物質としてベンゾイソクロマンキノン(BIQ)系のグラナティシン(GRA)及びアクトノロジン(ACT)を取り上げ、その生合成遺伝子の機能の推定と同定、特に立体化学を制御する遺伝子の同定を行った。前年度はGRA生合成遺伝子クラスター(The gra cluster)を生産菌であるStreptomyces violaceoruber Tu22の染色体よりクローニングすることに成功し、その全遺伝子配列を決定し、遺伝子産物の機能の推定を進めてきた。化学構造上、GRAと同じChromophoreであるBIQ骨格を有するACTの生合成遺伝子クラスター中で立体化学の制御に関与すると推定された、actVI-ORFl及びORF2と明らかに相同性の高い遺伝子はcluster中には見い出されなかった。これは、GRAとACTの立体学の相違に起因していると考えられる。一方、ACT生合成中での立体化学の制御にacNI遺伝子が関与していることを証明するために、放線菌発現用プラスミド、pRM5誘導体にて対象遺伝子を発現 せたところ、actVI-ORFlの産物が立体特異的な還元酵素として機能していることを見い出した。この種の還元酵素はco-factorとしてNAD(P)Hを要求することから、GRA生成における立体化学の制御においてもヌクレオチド結合モチーフを有する還元酵素がが関与しているはずである。実際、この様なモチーフを有する遺伝子産物を与えるORFでデーターベース上での相同性検索からは推定構造不明のORFがgraクラスター中に存在し、現在、ACTで行った実験系を利用してさらに機能解析を進めている。BIQ生合成には、基本炭素骨格形成に関わるポリケタイド合成酵素の他、立体化学の制御、糖質変換過程が含まれている。有用物質の生産系を遺伝子レベルから構築する上で、各種構造遺伝子を取得しその機能解析を進めていくことは必須の課題であり、本研究課題で得られた結果により所望の研究展開に向け大きく端緒を開いたと考えられる。今後、さらに得られた遺伝子の機能解析を進め、構造上より多様な分子設計への展開を進める予定である。

Aromatic ポ リ ケ タ イ ド antibiotic substances と し て ベ ン ゾ イ ソ ク ロ マ ン キ ノ ン (BIQ) の グ ラ ナ テ ィ シ ン (GRA) and び ア ク ト ノ ロ ジ ン (ACT) を take り げ, そ の biosynthesis heritage 伝 son の presumption function の と with fixed, に stereochemistry を suppression す る heritage 伝 son の with fixed line を っ た. The previous year 's <s:1> GRA biosynthetic progeny 伝 ラスタ ラスタ 伝 (The gra cluster)を producing bacteria であるStreptomyces violaceoruber Tu22 の chromosome よ り ク ロ ー ニ ン グ す る こ と に successful し, そ の full heritage 伝 with sequence を decided し presumption, but the latter's 伝 の function の を into め て き た. On the chemical structure, GRA と with じ Chromophore で あ る BIQ bone を have す る ACT の biosynthesis heritage 伝 son ク ラ ス タ ー で in stereochemistry の suppression に masato and す る と presumption さ れ た, actVI - ORFl and び ORF2 と Ming ら か に identity の high い heritage 伝 son は cluster in に は see い out さ れ な か っ Youdaoplaceholder0. Youdaoplaceholder2 れ と, GRAとACT, <s:1> stereoscopic theory <e:1> are in conflict に cause えられる て ると ると examination えられる. Side, the ACT biosynthesis in で の stereochemistry の suppression に acNI heritage 伝 son が masato and し て い る こ と を prove す る た め に, actinomycetes 発 current プ ラ ス ミ ド, pRM5 induced に て like heritage seaborne 伝 son を 発 now せ た と こ ろ, actVI ORFl の product が three-dimensional specific な also yuan enzyme と し て function し て い る こ と を see い out し た. こ の kind の は co - factor also yuan enzyme と し て NAD (P) H を す る こ と か ら, GRA に お け る stereochemistry の suppression に お い て も ヌ ク レ オ チ ド combining モ チ ー フ を have す る also yuan enzyme が が masato and し て い る は ず で あ る. Be international, こ の others な モ チ ー フ を have す る heritage 伝 zi chan を objects with え る ORF で デ ー タ ー ベ ー ス on で の identity 検 cable か ら は presumption of tectonic unknown の ORF が gra ク ラ ス タ ー し に exist in line, now, ACT で っ た be を 験 department use し て さ ら に function analytical を into め て い る. BIQ biosynthesis に は, basic carbon bone formation に masato わ る ポ リ ケ タ イ ド synthetic enzyme の he, stereochemistry の suppression, sugar - in process contains が ま れ て い る. Traces of useful substances の production を 伝 son レ ベ ル か ら build す る で, various tectonic heritage 伝 child obtain を し そ の function analytical を into め て い く こ と は must の subject で あ り, this research topic で ら れ た results に よ by the great hope to け の research on に り き く clue を open い た と exam え ら れ る. Future, さ ら に have ら れ た heritage 伝 analytical を into め の function, structural よ り others more な molecular design へ の expand を into め る designated で あ る.

项目成果

Koji Ichinose: "The Granaticin Biosynthetic Gene Cluster of Streptomyces violaceoruber Tu22:Sequence Anaylysis and Expression in a Heterologous Host." Chemistry & Biology. 5(10). 647-659 (1998)

Koji Ichinose：“Streptomyces violaceoruber Tu22 的 Granaticin 生物合成基因簇：异源宿主中的序列分析和表达”。

Koji Ichinose: "Biosynthetic Gene Clusters of Benzoisochromanequinone Antibiotics in Streptomyces spp.-Identification of Genes Involved in Post-PKS Tailoring Steps-" Actinomycetologica(日本放射菌学会誌). 12(2). 99-109 (1998)

Koji Ichinose：“链霉菌属中苯并异色满醌抗生素的生物合成基因簇 - PKS 后剪裁步骤中涉及的基因的鉴定 -”Actinomycetologica 12（2）。

Koji Ichinose: "Proof that the actVI Genetic Region of Streptomyces coelicolor A3(2)is Involved in Stereospecific Pyran Ring Formation in the Biosynthesis of Actinorhodin." Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 9(3). 395-400 (1999)

Koji Ichinose：“证明天蓝色链霉菌 A3(2) 的 actVI 遗传区域参与放线菌素生物合成中立体特异性吡喃环的形成。”