Modification of polyketide synthase and elucidation of enzyme reaction which is difficult in chemical synthesis, and creation of novel natural products

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04905
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Takahashi Shunji 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (30311608)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 英夫 公益財団法人高輝度光科学研究センター, タンパク質結晶解析推進室, 研究員 (90377903)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: リベロマイシン / ポリケチド合成酵素 / 異種発現 / 放線菌

Outline of Final Research Achievements

Natural products are important sources for drug discovery because of their diverse structures and strong biological activities. Understanding and utilization of unique enzymes involved in biosynthetic reactions of natural compounds is an important issue. In this study, we focused on enzymes involved in reveromycin A (RM-A) biosynthesis. Esterification of the tertiary hydroxyl group at the final stage of RM-A biosynthesis is a very difficult reaction in organic synthesis. With this research grant, we succeeded in crystal structure analysis of three enzymes responsible for the reaction.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ポリケチド化合物群は貴重な創薬探索源であり、ポリケチド合成酵素が有する機能ドメインとモジュール構造を改変することは、重要な学術課題である。また、生合成遺伝子クラスター全長を取得し、遺伝子改変を行う意義は極めて大きい。さらに、これらの化合物の構造修飾機構を明らかにすることも重要である。特にRM-A生合成過程には、有機合成的には極めて困難な3級水酸基のエステル化が存在する。これら生合成酵素群の反応機構解明は、難溶性化合物の水溶性向上及びプロドラッグ化手法の開発につながる。新しい学術知見をもとに、天然化合物の創出基盤を構築することによって、社会に貢献する創薬シード導出が期待される。