放線菌の生産する新規17員環マクロサイクリック化合物の生合成研究

• Project/Area Number: 16780080
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 葛山 智久 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授 (30280952)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 放射菌 / ポリケタイド / 生合成 / 糖 / マクロサイクリック化合物 / 脱水酵素 / 放線菌 / 遺伝子

Research Abstract

本研究では、放線菌Streptomyces versipellis 4083-SVS6株が生産するバーシペロスタチン(VST)の生合成遺伝子のクローニングとその精密機能解析を通して、VSTの生合成機構を解明することを目的としている。VSTはI型ポリケタイド合成酵素で合成される既知の化合物とは構造が異なり、α-アシルテトロン酸構造を含む17員環マクロサイクリック化合物である。よって、α-アシルテトロン酸構造を形成するための生合成遺伝子群の取得、およびその生合成機構の解明により、I型ポリケタイド合成酵素で合成される化合物の新たなスターターユニットとその生合成遺伝子が解明され、新たな改変可能なα-アシルテトロン酸構造が加えられることになると考えられる。VSTの生合成遺伝子をクローニングするため、エリスロマイシンやエバーメクチンの生合成遺伝子中で特に保存されているケト体合成酵素(KS)とアシル基転移酵素(AT)の領域を含むPCR用プライマーを用い、VSTの生合成に関与するKSとATの領域を4083-SVS6株からクローニングした。塩基配列を決定した結果、少なくとも5種類のKS-AT領域の配列が含まれていることが判明した。ついで、VSTはdigitoxoseとcymaroseを含んでいるため、これらの糖の生合成に共通の酵素と考えられるdTDP-glucose-4,6-dehydrataseをクローニングするためのPCR用プライマーを設計し、4083-SVS6株からクローニングを試みた。その結果、予想通り495bpの大きさのDNA断片が増幅され、その塩基配列を決定したところ、その他の放線菌からクローニングされているdTDP-glucose-4,6-dehydrataseと70%から80%の相同性を示すことが明らかとなった。今後は、これらKS-AT領域とdTDP-glucose-4,6-dehydrataseを含む2つのDNA断片をプローブとして用いて、4083-SVS6株のコスミドライブラリーの中から陽性クローンを選択することにより、VSTの生合成遺伝子クラスターを取得する。