テルペノイド－ポリケチド融合化合物生合成酵素の機能と構造に関する研究

萜类聚酮融合复合生物合成酶的功能与结构研究

• 批准号: 11F01399
• 负责人: 葛山 智久
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01399/
• 关键词: terpenoid; polyketide; 生合成; テルペノイド; イソプレノイド; 放線菌; フラビン酵素; アミノトランスフェラーゼ

Streptomyces属放線菌から4つの新規なテルペノイド-ポリケタイド融合化合物を精製して、それぞれの構造を決定することに成功した。きわめて興味深いことに、これらの化合物の中には、炭素原子のみならずポリケタイド骨格に付加した水酸基の酸素原子にゲラニル基が付加した化合物に加えて、ポリケタイド骨格(テトラヒドロキシナフタレン)の8位にアミノ基が付加した構造にゲラニル基が付加した化合物も含まれていた。この結果から、本放線菌の有するプレニルトランスフェラーゼがきわめて広い基質特異性を示すことが示唆された。次に、これらテルペノイドーポリケタイド融合化合物の生合成遺伝子を同定するため、本菌株のコスミドライブラリーを構築した。次に、本融合化合物のテルペノイド部分はメバロン酸経路で生合成されると推定し、メバロン酸経路の律速酵素である3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase(hmgr)の配列をプローブとしてコスミドライブラリーをスクリーニングし、目的の遺伝子クラスターを含むコスミド(cos23)を取得することに成功した。cos23を導入したStreptomyces albus G153による異種生産が確認できたため、次にcos23のシークエンス解析およびアノテーションを行った。その結果、42,869 bpの挿入断片中に29個のORFを見出した。この遺伝子クラスター中には、ポリケタイド骨格の生合成を担う酵素遺伝子がコードされていることに加えて、ゲラニル基をポリケタイド骨格に付加するプレニルトランスフェラーゼや、ポリケタイド骨格にメチル基を付加するメチル化酵素も含まれていることが判明した。次に、プレニルトランスフェラーゼ(orf12)をコードする遺伝子を破壊したところ、確かに上記4つの化合物が生産されなくなったことから、orf12が4つのテルペノイドーポリケタイド融合化合物の生合成の鍵酵素であることが判明した。

Streptomyces genus actinomyces か ら 4 つ の new rules な テ ル ペ ノ イ ド - ポ リ ケ タ イ ド fusion compound を refined し て, そ れ ぞ れ の tectonic を decided す る こ と に successful し た. き わ め て tumblers deep い こ と に, こ れ ら の compounds in の に は, carbon atoms の み な ら ず ポ リ ケ タ イ ド bone に plus し た acid base の acid water element atoms に ゲ ラ ニ ル base pay plus し が た compound に plus え て, ポ リ ケ タ イ ド bone (テ ト ラ ヒ ド ロ キ シ ナ フ タ レ ン) の eight に ア ミ ノ base pay plus し が た tectonic に ゲ ラ ニ ル base pay plus が The た compound た contains まれて まれて た た. こ の results か ら, the actinomyces の す る プ レ ニ ル ト ラ ン ス フ ェ ラ ー ゼ が き わ め て hiroo い substrate specificity を shown す こ と が in stopping さ れ た. に, こ れ ら テ ル ペ ノ イ ド ー ポ リ ケ タ イ の ド fusion compounds biosynthesis posthumous son 伝 を with fixed す る た め, this strain の コ ス ミ ド ラ イ ブ ラ リ ー を build し た. に, the fusion of compound の テ ル ペ ノ イ ド part は メ バ ロ 経 road で ン acid biosynthesis さ れ る と presumption し, メ バ ロ ン acid 経 の law speed on enzyme で あ る 3 - hydroxy - 3 - methylglutaryl - CoA Reductase (HMGR) の match column を プ ロ ー ブ と し て コ ス ミ ド ラ イ ブ ラ リ ー を ス ク リ ー ニ ン グ し, purpose の posthumous son 伝 ク ラ ス タ ー を containing む コ ス ミ ド (cos23) を obtain す る こ と に successful し た. Cos23 を import し た Streptomyces albus G153 に よ る heterogeneous production が confirm で き た た め, に cos23 の シ ー ク エ ン ス parsing お よ び ア ノ テ ー シ ョ ン を line っ た. The そ <s:1> result, the 42,869 bp <s:1> inserted into the fragment に29 <s:1> ORFを are shown in the た た. こ の posthumous son 伝 ク ラ ス タ ー in に は, ポ リ ケ タ イ ド bone の biosynthesis を bear う enzyme heritage 伝 son が コ ー ド さ れ て い る こ と に plus え て, ゲ ラ ニ ル base を ポ リ ケ タ イ ド bone に plus す る プ レ ニ ル ト ラ ン ス フ ェ ラ ー ゼ や, ポ リ ケ タ イ ド bone に メ チ ル base pay plus す を る メ チ ル phenoloxidase も containing ま れ て い る こ と が.at Youdaoplaceholder0 た. に, プ レ ニ ル ト ラ ン ス フ ェ ラ ー ゼ (orf12) を コ ー ド す る posthumous son 伝 を broken 壊 し た と こ ろ, indeed か に written 4 つ の compound が production さ れ な く な っ た こ と か ら, orf12 が 4 つ の テ ル ペ ノ イ ド ー ポ リ ケ タ イ の ド fusion compounds biosynthesis の key enzyme で あ る こ と が.at し た.

项目成果

Two biosynthetic pathways for the production of fosfomycin in Pseudomonas syringae and Streptomyces

丁香假单胞菌和链霉菌中生产磷霉素的两种生物合成途径

• 发表时间: 2012
• 作者: Kasumovic MM;Jordan LA.;Kim Seung-Young and Kuzuyama Tomohi
• 通讯作者: Kim Seung-Young and Kuzuyama Tomohi