ポリケチド系抗生物質生合成系の分子解析と新物質創成への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

Streptomyces halstedii HC34株は2種のポリケチド化合物、ビセニスタチン及びハルストオクタコサノリドの生産能を有する。昨年度、ハルストオクタコサノリド生合成遺伝子クラスターの全塩基配列を決定したことより、両化合物の全生合成遺伝子が明らかになった。そこで、本年度はこれら2種の遺伝子クラスターを利用し、新規ポリケチド化合物の創製を目指し研究を進めた。ポリケチド化合物の主鎖部分は巨大なモジュラー型ポリケチド合成酵素(PKS)により構築される。2種のポリケチド化合物の生合成に関与するPKSを組み替えることで、2種の化合物の構造的特徴を有した新規化合物の創製を目的とし、以下の2種の手法を考案した。1つめはローディングモジュールの組み替えであり、これによってビセニスタチンの特徴的なスターターがハルストオクタコサノリドに導入されることが期待できる。もう一方はPKS同士のタンパク質問相互作用に重要なリンカー部を組み替えることでビセニスタチンとハルストオクタコサノリドのキメラ化合物の取得を目指した。PCR法やゲノムライブラリーを用い、必要なDNA断片のクローニングを繰り返すことによって、種々のベクターを用いて変異株作成用プラスミドの構築に成功した。現在までに、S.halstedii HC34株の形質転換には成功していないものの、これら準備したプラスミドを用いて作成した変異株のポリケチド生産能は興味深い。また、ハルストオクタコサノリド生合成遣伝子クラスターに存在する2つのシトクロームP450モノオキシゲナーゼ(HlsH, HlsI)について、発現タンパクによる機能解析を行った。HlsIの活性を検出することができなかったが、HlsHについてはハルストオクタコサノリドBからAへと変換する触媒活性を酵素レベルで確認することに成功した。