ポリペプチド合成酵素を用いた抗がん剤ライブラリーの構築

非リボソーム依存性ポリペプチド合成酵素(NRPS)を用いたコンビナトリアル合成の可能性を検証するため、こうして生合成上機能別に仕分けされた遺伝子を持つ発現プラスミドを用いて、遺伝子工学的手法によりどの程度本来の生成物の構造を改変できるか検討した。今回行なった操作は、1)遺伝子の除去;2)変異導入による特定の機能の失活;3)本来の組み合わせでない相同的なNRPS遺伝子の導入であり、いずれも予想に合致する構造を持つ生成物が得られた。1),2)に関しては常法に従い、所定の結果が得られた。操作3)ではまずechinomycinとのハイブリッド化合物の合成を目指して、構造の類似したSW-163生合成遺伝子クラスターの取得を検討した。同時に不明であったSW-163の絶対配置の決定も行なった。その結果、アミノ酸配列レベルでechinomycin NRPSと高い相同性を示す2種のNRPS(swb16,swb17)を同定することができた。次いで新たに得られたNRPS遺伝子(swb17)と同等な機能を有するecm7を入れ換えたプラスミドを構築し、このNRPS遺伝子を搭載したプラスミドを既に導入したものと入れ換えた大腸菌を調製した。本大腸菌ではシクロプロパンアミノ酸供給系が存在しないため、合成したnorcoronamicacidを培地に添加して培養したところ、予想した分子量を持つハイブリッド化合物を確認することができた。これは異なる物質を生産するNRPSを組み合わせて骨格を構築できた最初の例である。

非リボソーム依存性ポリペプチド合成酵素(NRPS)を用いたコンビナトリアル合成の可能性を検証するため、こうして生合成上機能別に仕分けされた遺伝子を持つ発現プラスミドを用いて、遺伝子工学的手法によりどの程度本来の生成物の構造を改変できるか検討した。今回行なった操作は、1)遺伝子の除去;2)変異導入による特定の機能の失活;3)本来の組み合わせでない相同的なNRPS遺伝子の導入であり、いずれも予想に合致する構造を持つ生成物が得られた。1),2)に関しては常法に従い、所定の結果が得られた。操作3)ではまずechinomycinとのハイブリッド化合物の合成を目指して、構造の類似したSW-163生合成遺伝子クラスターの取得を検討した。同時に不明であったSW-163の絶対配置の決定も行なった。その結果、アミノ酸配列レベルでechinomycin NRPSと高い相同性を示す2種のNRPS(swb16,swb17)を同定することができた。次いで新たに得られたNRPS遺伝子(swb17)と同等な機能を有するecm7を入れ換えたプラスミドを構築し、このNRPS遺伝子を搭載したプラスミドを既に導入したものと入れ換えた大腸菌を調製した。本大腸菌ではシクロプロパンアミノ酸供給系が存在しないため、合成したnorcoronamicacidを培地に添加して培養したところ、予想した分子量を持つハイブリッド化合物を確認することができた。これは異なる物質を生産するNRPSを組み合わせて骨格を構築できた最初の例である。