Biosynthesis of secondary metabolites with unique nitrogen-containing structures from actinobacteria

点击翻译按钮获取中文摘要

Azaserineの生合成機構の解析に関してAzaserineはヒドラジノ酢酸 (HAA) から生合成される。そこで、HAAがどのような反応を経てazaserineへと変換されるか解析を試みた。まず、HAAから2-hydrazineylideneacetyl基への変換反応の検証を行った。HAAから2-hydrazineylideneacetyl基への変換反応は過去に生合成経路が報告されているtriacsin生合成経路と同様に起こると予想された。そこで、これらの生合成に関わると予想される、AzsS, AzpP, AzsQ, AzsFの組換えタンパク質を精製し、それらの機能をin vitroで解析した。しかし、反応が最後まで進行しなかった。そこで、AzsTをさらにこの反応に加えたところ、キャリアータンパク質であるAzsQに結合した2-hydrazineylideneacetyl基の合成が確認された。さらに下流の反応を触媒すると予想された、AzsD, AzsN, AzsO, AzsBの解析を試みた。合成した基質を用いて反応を行った結果、これらの酵素が働くことで、O-(2-hydrazineylideneacetyl)serineが合成されることが示された。この化合物がさらになんらかの酸化酵素によって酸化されることで、azaserineが生合成されると予想される。2,4-ジアミノ-3-ヒドロキシ安息香酸の生合成機構に関してNybomycinの生合成経路において2,4-ジアミノ-3-ヒドロキシ安息香酸の生合成を担うと予想される3つの酵素 (NybC, N, O) をStreptomyces albusで異種発現した結果、この化合物のN-acetyl化体が得られていた。そこで、これらの酵素を一つずつ発現系から除き、どの酵素が生合成に必須か確認した結果、いずれの酵素も2,4-ジアミノ-3-ヒドロキシ安息香酸の生合成に必須であることがわかった。さらに、これらの酵素を用いてin vitro解析を試みたが、2,4-ジアミノ-3-ヒドロキシ安息香酸の生合成をin vitroで再現できなかった。そのため、未知の補酵素などが、これらの反応に必要な可能性がある。