2018 Fiscal Year Annual Research Report
tRNA engineering for new peptide natural products in Streptomycetes
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17K19243
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
濱野 吉十 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (50372834)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | tRNA / ペプチド / 生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレプトスリシン（ST）類縁抗生物質BD-12は、放線菌によって生産される。BD-12構造には複数のアミド結合が存在するが、その１つはGly-tRNA依存的なアミド合成酵素（Orf11）により生合成される。他方、微生物ゲノムマイニングによって見出したOrf11のホモログ酵素Sba18は、tRNAに対して基質認識が寛容な酵素である。実際、放線菌由来のaa-tRNAにおいては、Gly-tRNAに高い基質特異性を示すが、大腸菌由来のaa-tRNAにおいてはGly-tRNAだけでなく、Ala-tRNA、Ser-tRNAを基質として認識した。この結果から、Sba18はaa-tRNA上のアミノ酸だけでなく、tRNA分子の塩基配列や化学修飾も認識していることが示唆された。しかし、実際にはtRNA構造のアクセプターアームの塩基配列のみを認識しており、アクセプターアームだけを持っているtRNAの部分構造（microhelix RNA）にglycineを導入した擬似基質も基質として認識された。
そこでH30年度は、tRNA上のaminoacyl基に対する基質特異性を調べるために、Sba18の本来の基質と考えられるGly用tRNAまたはmicrohelix RNAに多様なアミノ酸（Ala、Ser、Lysなど）を導入し、Sba18の基質として利用できるか検証した。人工RNA触媒であるflexizymeを用い多様なアミノ酸を導入し、Sba18の基質として酵素反応を行なったところ、sarcosine、hydroxy-glycine、D-alanine、N-methyl-alanine、2-dimethyl-glycine、2-ethyl-glycineなど種々のaminoacyl基を基質として認識できることを見出した。さらに、これらアミノ酸由来の新規ST類縁化合物の生産に成功した。
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