新規リボソーム合成翻訳後修飾型ペプチドハイブリッド化合物の生合成研究

新型核糖体合成翻译后修饰肽杂合化合物的生物合成研究

• 批准号: 17K15243
• 负责人: 菅井 佳宣
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17K15243/
• 关键词: 生合成; 天然物; RiPPs; 放線菌; リポペプチド; ポリケタイド

放線菌Streptomyces sp. TP-A0584のゲノム中に存在するリボソーム合成翻訳後修飾ペプチド (RiPPs)-ポリケタイドハイブリッド化合物生合成遺伝子クラスターの解析を行った。これまでに行われた異種発現実験により、予想されたハイブリッド型化合物が生産されることが示唆されていた。そこでこの生合成遺伝子クラスターの機能を解析するために、特にペプチド部分の構造解析と生合成機構解明に取り組んだ。コスミド上で複数の遺伝子を破壊し異種発現を行なったところ、ペプチド部分のみを蓄積する破壊株 (Δorf14) を見出した。その破壊株の培養液から単離・精製した目的ペプチド化合物を、高分解能質量分析と各種NMR解析に供し、その構造を決定した。この分子中にはaminovinyl-cysteineとlanthionine構造が融合した新規構造が含まれていた。この新規構造の生合成機構を解明するために、無細胞翻訳系と組換え修飾酵素を組合せることで生合成経路の試験管内再構成を行なった。構築した系を用いて、組み換え修飾酵素の機能解析を行なったところ、2種類の修飾酵素が協働して機能することにより新規構造が形成されることが示され、生合成機構を解明することに成功した。また、ペプチド部分と脂肪酸・ポリケタイド部分を融合させる酵素に関しても解析を行なった。配列情報から、上述の実験で破壊した遺伝子 (orf14) はペプチドのN末端にポリケタイドアシル鎖を転移させると予想された。そこでこの組換え酵素を調製し、結晶構造解析を行なった。その結果、再現性良く結晶が得られる条件を見出し、得られた結晶から3.5 オングストロームの分解能の結晶構造を得ることに成功した。これら実験結果は新規ペプチド構造の創製や、ハイブリッド化によるペプチド化合物の構造多様性の拡大のための基盤となることが期待される。

The presence of a compound in the genome of Streptomyces sp. TP-A0584 was investigated by the analysis of the molecular structure of the compound. This is the first time that a heterogenous compound has been produced. The analysis of the function of the gene and the analysis of the structure of the gene and the analysis of the mechanism of the gene A number of genes were detected in the cells, and a number of genes were detected in the cells (Δorf14). To determine the structure of the culture solution, the separation, purification and purification of the compound, the high decomposition energy analysis and the various NMR analysis. In this molecule, aminovinyl-cysteine and lanthionine structures are fused and new structures are included. The new structure of the biosynthetic mechanism, cell-free transformation system, modification enzyme combination, biosynthetic circuit and test tube reconstruction The functional analysis of the two kinds of modified enzymes was successfully carried out by constructing a new structure for the formation of a functional analysis system. The enzyme analysis of fatty acids and fatty acids is carried out by the enzyme. The configuration information is as follows: the above information is not included in the list (orf14).そこでこの组换え酵素を调制し、结晶构造解析を行なった。The results, reproducibility, good crystallization conditions, crystallization, decomposition, and structure were successfully obtained. The results show that the structure of the new type of compound is different from that of the new type of compound.

项目成果

Biosynthetic Studies on the Class III Lantipeptide Synthetase Found in the Goadsporin Producing Strain Streptomyces sp. TP-A0584.

产高孢菌素菌株链霉菌中 III 类羊毛肽合成酶的生物合成研究。

• 发表时间: 2017
• 作者: Yoshinori Sugai;Shumpei Asamizu;Hiroyasu Onaka
• 通讯作者: Hiroyasu Onaka

菅井佳宣、江畑一真、浅水俊平、後藤佑樹、菅裕明、尾仲宏康

菅井义信、江端田一马、麻美俊平、后藤佑树、菅义伟、小中博康

• 发表时间: 2018
• 作者: Enomoto Gen;Okuda Yukiko;Ikeuchi Masahiko;Yue Chen，Takuya Katayama，Ozgur Bayram，Gerhard H. Braus，Katsuhiko Kitamoto，Jun-ichi Maruyama;新規decarboxydehydrolabionin構造の形成に関与するlanthipeptide合成酵素の解析
• 通讯作者: 新規decarboxydehydrolabionin構造の形成に関与するlanthipeptide合成酵素の解析

RiPP-polyketideハイブリッド化合物の生合成に関与する GNAT型アシル基転移酵素の解析

RiPP-聚酮化合物生物合成中涉及的 GNAT 型酰基转移酶分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 菅井 佳宣;千田 美紀;小野 拓人;浅水 俊平;千田 俊哉;尾仲 宏康
• 通讯作者: 尾仲 宏康