イオンチャネル型グルタミン酸受容体の機能解析に資するカイトセファリンの生合成研究

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カイトセファリン(KCP)は真菌の一種により生産される二次代謝産物であり、3つのアミノ酸が炭素-炭素結合で連結した他に例の無いユニークな化学構造を有する。KCPは哺乳動物の記憶や学習などの高次機能に関与するイオンチャネル型グルタミン酸受容体のサブタイプの一種、NMDA型受容体の選択的なアンタゴニストとして作用し、神経保護薬としての可能性を秘めているが、生産菌による生産量がきわめて低く、十分な生理活性試験が行われていない。本研究では、稀少なKCPの安定供給を目的として、生産菌からKCPの生合成遺伝子を同定し、Aspergillus oryzaeへの異種発現によるKCP大量生産系の構築を目指す。今年度は以下の①から③の実験を行った。①安定同位体標識化合物の取り込み実験、②生産菌のゲノム解析、③Aspergillus oryzaeを用いた異種発現①では、安定同位体標識したアミノ酸や化学合成した推定生合成中間体を生産菌の培地に添加し、KCPへの変換を確認した。②では、生産菌のゲノム情報から指標となる生合成酵素をクエリ―としてLocal BLAST検索し、ヒットした遺伝子周辺の遺伝子の予想機能を調べ、10個以上の遺伝子から構成されるKCPのBGCを推定した。③ではA. oryzaeを宿主としてKCPの生合成遺伝子と予想される遺伝子群のうち一部を異種発現し、代謝産物を解析した。その結果、予想出発物質から生合成反応が一段階進行したと予想される化合物を同定した。