メロテルペノイド生合成マシナリーの機能と構造に関する研究

类萜生物合成机制的功能与结构研究

• 批准号: 17F17400
• 负责人: 葛山 智久
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-11-10 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17400/
• 关键词: メロテルペノイド; 放線菌; 生合成

本研究課題では、Streptomyces sp. BK97が生産する２つのメロテルペノイド、ベントシアニンとデメチルナフテルピンの生合成マシナリーの機能に関する研究を行なった。まず、Streptomyces sp. BK97からゲノムDNAを調製して、ゲノムシーケンスデータを得るとともにBACライブラリーを構築し、バイオインフォマティクスを駆使して、ベントシアニン及びナフテルピン生合成の候補遺伝子を見つけた。驚いたことに、これら２つのメロテルペノイドの生合成遺伝子はゲノム上で連続して存在していた。また、これらの遺伝子クラスターにはナフテルピンの生合成の鍵酵素であるABBAプレニル基転移酵素が２コピー含まれていることも判明した。そこで、これらのプレニル基転移酵素の系統解析を行ったところ、明らかに２つに分類することができた。一つは、炭素－炭素結合に関与すると考えられる酵素で、他方は、窒素－炭素結合に関与すると考えられる酵素であり、両者が配列的に明確に区別できることが明らかになった。これら２つのプレニル基転移酵素を大腸菌内で可溶性酵素として調製することができたので、今後は、本特別研究員の在籍期間中（2019年11月まで）に、これら２つのプレニル基転移酵素の基質を同定してin vitroでプレニル化活性を検出する予定である。そのため、現在、これら２つのABBAプレニル基転移酵素遺伝子の破壊株を作製し、それらの破壊株が蓄積する生合成中間体の精製を行っているところである。異種放線菌であるStreptomyces lividansとStreptomyces albusを宿主として得られたBACクローンの異種発現を試みたが、ベントシアニンとデメチルナフテルピンの生産は確認できなかった。そこで、生合成遺伝子クラスター中にみいだした６種のTetRやLysRなどの調節因子をBACクローンと共発現させることでベントシアニンとデメチルナフテルピンの異種生産が可能かどうかを確認し、今後、生合成マシナリーの同定を完結する。

This research topic で は, Streptomyces sp. BK97 が production す る 2 つ の メ ロ テ ル ペ ノ イ ド, ベ ン ト シ ア ニ ン と デ メ チ ル ナ フ テ ル ピ ン の biosynthesis マ シ ナ リ ー の function に masato す る を line な っ た. ま ず, Streptomyces sp. BK97 か ら ゲ ノ ム DNA を modulation し て, ゲ ノ ム シ ー ケ ン ス デ ー タ を have る と と も に BAC ラ イ ブ ラ リ ー を constructing し, バ イ オ イ ン フ ォ マ テ ィ ク ス を 駆 make し て, ベ ン ト シ ア ニ ン and び ナ フ テ ル ピ ン biosynthesis の alternate heritage 伝 を son see つ け た. Jing い た こ と に, こ れ ら 2 つ の メ ロ テ ル ペ ノ イ ド の biosynthesis heritage 伝 son は ゲ ノ ム で on even 続 し て exist し て い た. ま た, こ れ ら の posthumous son 伝 ク ラ ス タ ー に は ナ フ テ ル ピ ン の biosynthesis の key enzyme で あ る ABBA プ レ ニ ル base planning が shift enzyme 2 コ ピ ー containing ま れ て い る こ と も.at し た. そ こ で, こ れ ら の プ レ ニ ル base line の planning shift enzyme system analytic を っ た と こ ろ, Ming ら か に 2 つ に classification す る こ と が で き た. A つ は, carbon - carbon combine に masato and す る と exam え ら れ る enzyme で, fang は, smothering element - carbon combine に masato and す る と exam え ら れ る enzyme で あ り, struck が match column に に clear distinction で き る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ ら 2 つ の プ レ ニ ル base planning shift enzyme を coliform in soluble enzyme と で し て modulation す る こ と が で き た の で, future は, this special researcher の has a period of enrollment (November 2019 ま で) に, こ れ ら 2 つ の プ レ ニ ル を の matrix with fixed base planning move enzyme し て in vitroでプレニ を検 the activity を検 is released from する set である. そ の た め, now, こ れ ら 2 つ の ABBA プ レ ニ ル base planning shift enzyme heritage 伝 し, の broken 壊 strains を son そ れ ら の broken が 壊 strain accumulation す る biosynthesis intermediate line の refined を っ て い る と こ ろ で あ る. Heterogeneous actinomycetes で あ る Streptomyces lividans と Streptomyces albus を host と し て have ら れ た BAC ク ロ ー ン の heterogeneous 発 を now try み た が, ベ ン ト シ ア ニ ン と デ メ チ ル ナ フ テ ル ピ ン の production は confirm で き な か っ た. そ こ で, biosynthesis but 伝 ク ラ ス タ ー in に み い だ し た six の TetR や LysR な ど の adjustment factor を BAC ク ロ ー ン と 発 now total さ せ る こ と で ベ ン ト シ ア ニ ン と デ メ チ ル ナ フ テ ル ピ ン の heterogeneous production が may か ど う か を confirm し, in the future, biosynthesis マ シ ナ リ ー の with fixed end を す る.