Identification of Novel Polyketide synthase by genome mining approach and its application for polyketide production

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ポリケタイドは天然で最も構造多様性に富む化合物群である。本研究課題の目的は、微生物及び植物のゲノム解析により見出された機能未同定のIII型ポリケタイド合成酵素(III型PKS)の網羅的機能解析である。我々は、枯草菌Bacillus subtilisと粘液細菌Myxococcus xanthusのIII型PKS(それぞれBcsAとFTP)の機能解析を行った。その結果、BcsAはアルキルパイロンの合成を触媒し、FTPはアルキルレゾシノールの合成を触媒することが明らかになった。また、イネOryza sativaのARAS1およびARAS2が新規なアルキルレゾシノール合成酵素であることを明らかにした。また、ウコンCurcuma longa L.からferuloyl-CoAにmalonyl-CoAを縮合しdiketide-CoAの合成を触媒するdiketide-CoA synthase (DCS)、feruloyl-CoAとDCSの産物であるdiketide-CoAからクルクミンの合成を触媒するcurcumin synthase(CURS)を見出した。以上よりウコンにおいてクルクミはDCS及びCURSの二つの鍵酵素により炭素骨格が生合成されていることが明らかとなった。この発見により植物はもとよりそれ以外の生物種におけるウコンの生産が可能になる。