Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ属アーキアにおける膜内在性電子キャリアの生合成

古生菌甲烷八叠球菌完整膜电子载体的生物合成

• 批准号: 12J05479
• 负责人: 小川 拓哉
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05479/
• 关键词: アーキア; イソプレノイド; 生合成; プレニル基転移酵素; プレニル基還元酵素; メタノフェナジン; メタン生成アーキア

1. 我々は前年度に、メタン生成アーキア由来のカロテノイド生合成酵素CrtIのホモログタンパク質を、ユニークな位置選択性を示す新奇プレニル基還元酵素として同定した。本年度はこの研究を論文１報に取りまとめ学術雑誌に掲載した [FEBS J. (2014) 281,3165]。また、本酵素の反応特異性に注目し、非天然型新奇化合物の創出への応用を試みた。本酵素と変異型フシコッカジエン合成酵素をゲラニルゲラニル二リン酸と順次反応させ、新奇構造をもった二環式ジテルペンの合成に成功した。2. ドリコールは一部のアーキアに必須の糖キャリア脂質である。同化合物は直鎖状ポリプレノールの構造をもつが、水酸基に隣接するイソプレン単位が飽和している。我々は、アーキアにおいてこの部分飽和構造を生じる未同定の還元反応をCrtIホモログが担う可能性を考え、ドリコール生産菌である好熱好酸性アーキア由来のCrtIホモログについて機能解析を行った。組換えタンパク質を用いたin vitroアッセイ、および同タンパク質の異種発現宿主を用いたトレーサー実験を実施したが、目的の還元活性は検出されなかった。3. Methanosarcina属やその近縁種のメタン生成アーキアが生産する2,6,10,15,19-ペンタメチルイコサン (PMI) は、地球化学の分野において脂質バイオマーカーとして有用である。しかし、PMI生合成に関する知見は一切ない。我々は、Methanosarcina属アーキアに特異的に保存されるcis-プレニル基転移酵素 (cPT) ホモログがPMI生合成に関わる可能性を考えた。この仮説を検証するため、組換えタンパク質を用いた機能解析および生成物の構造解析を行った。その結果、本酵素が通常のcPT活性に加え、ユニークなプレニル基転移反応を触媒する二機能性のプレニル基転移酵素であることが明らかになった。

Annual に, before I 々 は メ タ ン generated ア ー キ ア origin の カ ロ テ ノ イ ド biosynthesis enzyme CrtI の ホ モ ロ グ タ ン パ ク を, ユ ニ ー ク sentaku sex を な position in す novel プ レ ニ ル basis also, enzyme と し て with fixed し た. 1 this year は こ を の research paper to take り に ま と め academic 雑 tzu に first white jasmines load し た [FEBS j. (2014) 281316]. Youdaoplaceholder0, this enzyme <s:1> anti-応 specificity に attention を, non-natural novel compound <e:1> creation へ 応 応 use を to test みた. This enzyme と - alien フ シ コ ッ カ ジ エ ン synthetic enzyme を ゲ ラ ニ ル ゲ ラ ニ ル two リ ン acid と progressive against 応 さ せ, novel structure を も っ た bicyclic type ジ テ ル ペ ン の synthetic に successful し た. 2. Youdaoplaceholder0 ドリコ キャリア ア キアに キアに キアに must have <s:1> sugar キャリア lipid である. With compound は straight lock ポ リ プ レ ノ ー ル の tectonic を も つ が, water, acid base に 隣 meet す る イ ソ プ レ ン 単 a saturated し が て い る. I 々 は, ア ー キ ア に お い て こ の partial saturation tectonic を raw じ る failed with の is yuan against 応 を CrtI ホ モ ロ グ が bear う possibility を え test, ド リ コ ー ル producing bacteria で あ る good hot acid ア ー キ ア origin の CrtI ホ モ ロ グ に つ い analytic line を っ て function た. Group in え タ ン パ ク qualitative を with い た in vitro ア ッ セ イ, お よ び with タ ン パ ク 発 now host species mass の を with い た ト レ ー サ ー be 験 を be applied し た が, purpose の yuan also active は 検 out さ れ な か っ た. 3. Methanosarcina genus や そ の about try species の メ タ ン generated ア ー キ ア が production す る 2,6,10,15,19 - ペ ン タ メ チ ル イ コ サ ン は (PMI), geochemical の eset に お い て lipid バ イ オ マ ー カ ー と し て useful で あ る. <s:1> する, PMI biosynthesis に related する views に all な に. I 々 は, Methanosarcina ア ー キ ア に specific に save さ れ る cis - プ レ ニ ル base planning to move the enzyme (cPT) ホ モ ロ グ が PMI biosynthesis に masato わ る possibility を exam え た. こ の 仮 said を 検 card す る た め, group in え タ ン パ ク qualitative を with い た function analytical お よ び products の structure line を っ た. が usually の cPT そ の results, the enzyme activity of に え, ユ ニ ー ク な プ レ ニ ル base planning to move the 応 を catalyst す る two functional の プ レ ニ ル base planning shift enzyme で あ る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Creation of unnatural compounds using a novel geranylgeranyl reductase from the methanogenic archaeon Methanosarcina acetivorans

使用来自产甲烷古菌 Methanosarcina acetivorans 的新型香叶基香叶基还原酶创建非天然化合物

• 发表时间: 2014
• 作者: 小川拓哉;磯部圭祐;森健;浅川晋;吉村徹;邊見久
• 通讯作者: 邊見久

メタン生成アーキア由来のω-末端特異的ゲラニルゲラニル基還元酵素

来自产甲烷古菌的 ω-末端特异性香叶基香叶基还原酶

• 发表时间: 2014
• 作者: 小川拓哉;磯部圭祐;森健;浅川晋;吉村徹;邊見久
• 通讯作者: 邊見久

メタン生成アーキア由来のシス型プレニルトランスフェラーゼホモログに触媒されるhead-to-tail型およびnon-head-to-tail型縮合

产甲烷古菌顺式异戊烯基转移酶同系物催化的头尾和非头尾缩合

• 发表时间: 2015
• 作者: 小川拓哉;吉村徹;邊見久
• 通讯作者: 邊見久

メタン生成アーキアMethanosarcina acetivorans由来新奇プレニルレダクターゼの機能解析

产甲烷古菌 Methanosarcina acetivorans 中新型异戊烯基还原酶的功能分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 小川拓哉;磯部圭祐;吉村徹;邊見久;小川拓哉
• 通讯作者: 小川拓哉

メタン生成アーキア由来新奇プレニル基還元酵素の生理的役割

产甲烷古菌衍生的新型异戊二烯基还原酶的生理作用

• 发表时间: 2014
• 作者: 小川拓哉;磯部圭祐;吉村徹;邊見久
• 通讯作者: 邊見久