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

放线菌具有独特含氮结构的次级代谢产物的生物合成

• 批准号: 22H02192
• 负责人: 勝山 陽平
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02192/
• 关键词: 生合成; ジアゾ基; 亜硝酸; 放線菌

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。

Analytical に Azaserine の biosynthesis institutions の masato し て Azaserine は ヒ ド ラ ジ ノ boggy acid (HAA) か ら biosynthesis さ れ る. そ こ で, HAA が ど の よ う な anti 応 を 経 て azaserine へ と variations in さ れ る か parsing を try み た. Youdaoplaceholder0, HAA ら2-hydrazineylideneacetyl group へ <s:1> change anti-応 検 検 license を bank った. HAA か ら 2 - hydrazineylideneacetyl base へ の variations in the 応 は past に biosynthesis 経 road が report さ れ て い る triacsin biosynthesis と 経 road with others since に こ る と to think さ れ た. そ こ で, こ れ ら の biosynthesis に masato わ る と to think さ れ る, AzsS AzpP, AzsQ, AzsF の group in え タ ン パ ク を refined し, そ れ ら を の function in vitro analytical し で た. <s:1> った 応が, reverse 応が, and finally まで perform な った った. そ こ で, AzsT を さ ら に こ の anti 応 に plus え た と こ ろ, キ ャ リ ア ー タ ン パ ク qualitative で あ る AzsQ に combining し た 2 - hydrazineylideneacetyl base の synthetic が confirm さ れ た. さ ら に obscene の anti 応 を catalyst す る と to think さ れ た, AzsD AzsN, AzsO, AzsB の parsing を try み た. Synthetic し を た matrix with い て anti 応 を line っ た results, こ れ ら の enzyme が 働 く こ と で, O - (2 - hydrazineylideneacetyl) serine が synthetic さ れ る こ と が shown さ れ た. こ の compound が さ ら に な ん ら か の acidification enzyme に よ っ て acidification さ れ る こ と で, azaserine が biosynthesis さ れ る と to think さ れ る. 2, 4 - ジ ア ミ ノ - 3 - ヒ ド ロ キ シ の benzoic acid biosynthesis institutions に masato し て Nybomycin の biosynthesis 経 road に お い て 2, 4 - ジ ア ミ ノ - 3 - ヒ ド ロ キ シ の benzoic acid biosynthesis を bear う と to think さ れ る 3 つ の enzyme (NybC, N, O) をStreptomyces albusで heterologous occurrence of <s:1> た results, た <s:1> compound <s:1> N-acetyl compound が られて られて た た た. そ こ で, こ れ ら の enzyme を a つ ず つ 発 now is か ら except き, ど の enzyme が biosynthesis に か must confirm し た results, い ず れ も の enzyme 2, 4 - ジ ア ミ ノ - 3 - ヒ ド ロ キ シ の benzoic acid biosynthesis に must で あ る こ と が わ か っ た. を さ ら に, こ れ ら の enzyme with い て in vitro analytical を try み た が, 2, 4 - ジ ア ミ ノ - 3 - ヒ ド ロ キ シ の benzoic acid biosynthesis を in vitro で reappearance で き な か っ た. Youdaoplaceholder0 ため ため, unknown <s:1> enzyme な <s:1> が が, <s:1> れら <s:1> anti-応 に necessary な possibility がある.

项目成果

放線菌における亜硝酸を用いた芳香環アミノ化機構に関する研究

放线菌中亚硝酸芳环胺化机理的研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 桑原 康;勝山 陽平;大西 康夫
• 通讯作者: 大西 康夫

Streptomyces fragilis が生産するジアゾ基含有アミノ酸azaserineの生合成機構解析

脆弱链霉菌产含重氮基氨基酸重氮丝氨酸的生物合成机制分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 四海 佑亮;川合 誠司;勝山 陽平;大西 康夫
• 通讯作者: 大西 康夫