2006 Fiscal Year Annual Research Report
アミノグリコシド抗生物質生合成システムの分子解析に基づいた新規有用物質創製
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18710182
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
工藤 史貴 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助手 (00361783)
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| Keywords | アミノグリコシド抗生物質 / 生合成酵素解析 / 2-デオキシストレプタミン / 糖転移酵素 / リボース転移酵素 / 酵素化学 / ブチロシン / ネオマイシン |
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| Research Abstract |
アミノグリコシド抗生物質の大部分が有する特徴的なアミノサイクリトールである2-デオキシストレプタミンの生合成酵素を、組換えタンパク質を用いた酵素反応解析により解明した。ネオマイシン生合成においてはD-グルコース-6-リン酸が2-デオキシ-scyllo-イノソース(DOI)合成酵素(NeoC)によりDOIへ変換された後、DOIアミノ化酵素(NeoB)により2-デオキシ-scyllo-イノサミンへと変換される。その後、NADを補酵素とする脱水素酵素(NeoA)により酸化され、さらにNeoBによりアミノ化されてDOSが生成するという機構である。また、興味深いことに、ブチロシン生合成における酸化反応を触媒する酵素はネオマイシンにおけるものとは異なるタイプの酵素が触媒することが明らかになりつつある。DOSの配糖化に携わる酵素に関しては、ネオマイシン生合成遺伝子クラスター中に見いだされた糖転移酵素遺伝子を大腸菌にて発現させ、組換え酵素(NeoD)を用いて機能解析を行った。その結果、UDP-N-アセチルグルコサミンを糖供与体とするDOSへの糖転移反応触媒活性を見いだすことができた。現在、本酵素の基質特異性を検討している。ブチロシンやネオマイシンに特徴的に存在するO-リボシル基を導入する酵素に関しても、比較ゲノム学による機能予測と組換え酵素を用いた酵素反応解析により、必要な酵素を特定することができた。このリボシル化酵素に関しても基質特異性を検討している。また、生合成遺伝子クラスター中のアミノ基転移酵素遺伝子の機能解析を行った結果、パロマミンからネアミンへの生合成過程におけるアミノ基転移酵素活性も見いだすことができた。DOS生合成の初発反応を触媒するDOI合成酵素に関しては、本酵素の変異体を作製し詳細な反応機構解析を行った。その結果、本酵素反応における鍵となる触媒残基を特定することができた。
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