2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the molecular basis of biocatalysis formation based on the organocatalysis of actinorhodin
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17K18159
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
西山 辰也 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (10759541)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | actinorhodin / oruganocatalysts / streptomyces / antibiotics / oxidase |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】生体触媒にはタンパク質である酵素とRNAであるリボザイムの2つがあるが、申請者らは第3の生体触媒として金属原子非含有低分子有機化合物である有機触媒を発見、報告した。これまで生物の生産する有機触媒は放線菌Streptomyces coelicolor A3(2)の生産するアクチノロージン（本化合物は抗菌活性を持つ二次代謝産物である）のみであるが、多様な二次代謝産物生産能をもつ放線菌からは新規な有機触媒が発見される可能性がある。さらに、申請者らはこのアクチノロージンと相互作用する細胞外タンパク質の存在を示唆する結果を得ている。そこで、有機触媒-タンパク質複合体の機能解明と、明らかになることの少ない二次代謝産物の生理的な意義の解明を目指した。
【結果】アクチノロージンと相互作用するタンパク質はアクチノロージン生合成クラスター中のタンパク質（SCO5074）であると判明した。さらに、アクチノロージンと本タンパク質は表面プラズモン共鳴法により相互作用することが明らかとなり、超遠心分析法によってモル比が１：１で結合し、モノマーであることが判明した。アクチノロージン非生産菌の組換えSCO5074タンパク質のX線結晶解析では立体構造が明らかとなったが、その結晶にアクチノロージンをソーキングしてもアクチノロージンとの共結晶は得られなかった。そこで、S. coelicoloer A3(2)のSCO5074タンパク質を精製し、アクチノロージンを含む結晶を得るため実験を継続中である。
新たな有機触媒の探索の結果、約800株の菌から顕著な活性を持つ菌を４株獲得した。またこの中から１株選抜し有機触媒の精製に成功した。今後は化学構造を決定する。また、SCO5074の遺伝子情報を基に新規有機触媒の探索を行った結果、グラナチシンも有機触媒であると発見した。これは微生物由来有機触媒として2例目である。
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