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非天然型プレニル化芳香族化合物合成系の構築とその利用

Research Project

Project/Area Number 18018008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

葛山 智久  The University of Tokyo, 生物生産工学研究センター, 准教授 (30280952)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥7,300,000 (Direct Cost: ¥7,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywords放線菌 / 生合成 / プレニル化 / プレニル基転移酵素 / フラボノイド / ポリケチド / 微生物変換 / 法線菌
Research Abstract

1.novobiocin生産菌、Streptomyces niveus 由来のNovQの機能解析
Streptomyces niveusのnovobiocin生合成遺伝子クラスター中にコードされているNovQの基質特異性を解析するため、大腸菌での発現系を構築した。NovQはこれまでの研究で、DMAPPをプレニル基供与体、4-hydroxyphenyl pyruvate (4-HPP)をプレニル基受容体として、二価金属イオン非存在下で、dimethylallyl化された4-HPPを生成することが報告されている。しかしながら、4-HPPの構造アナログであるtyrosineやhydroxyphenyl lactate、hydroxybenzoateとは反応しないことが明らかにされており、それ以上の基質特異性については調べられていない。発現ベクターpHIS8にnovQ遺伝子を導入したプラスミドを構築し、大腸菌BL21(DE3)株で発現させて組換えタンパク質を取得した。次に、精製した組換えタンパク質NovQを炭素数5のジメチルアリル2リン酸存在下、フラボノイドとしてはナリンゲニン、ダイゼイン、ゲニステイン、クリシン、ガランギン、イソサクラネチン、フェニルプロパノイドとしてはp-クマル酸とカフェ酸、ポリケチドとしてはオリベトール、レスベラトロール、フラビオリンを使用し、反応を行った。その結果、予想に反して、NovQはナリンゲニン、ダイゼイン、ゲニステインと反応すること、さらには、p-クマル酸と反応して、ドゥルパニンを生成することが判明した。また、レスベラトロールとも反応し、そのプレニル化の位置は、これまでのプレニル化反応とは異なることが判明した。
2.NphBを用いた反応機構の解明
NphBを用いた詳細な酵素学的パラメーターの解析からは、この反応が逐次定序反応で進行することを明らかにした。さらには、結晶構造データを基に、GPPが第一基質であること、GPPから生じるゲラニルカチオンが芳香族基質上の電子と作用することでC-C結合が形成されることを提唱した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] テルペノイドーポリケチド融合化合物の生合成とその鍵酵素を利用した有用物質生産2007

    • Author(s)
      T. Kuzuyama
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 52

      Pages: 1736-1741

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 天然有機化合物の多様性を生み出す芳香族基質プレニル基転移酵素2006

    • Author(s)
      葛山智久, 熊野匠人
    • Journal Title

      ファインケミカル 35・2

      Pages: 5-14

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌由来acetoacetyl CoA synthaseのメバロン酸生産に及ぼす影響2008

    • Author(s)
      岡村英治
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      名古屋・名城大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌由来芳香族基質プレニル基転移酵素とその変異酵素の機能解析2008

    • Author(s)
      熊野匠人
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      名古屋・名城大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 芳香族基質プレニル基転移酵素NovQの基質特異性と位置選択性に関する研究2008

    • Author(s)
      尾崎太郎
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      名古屋・名城大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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