Study on biosynthetic machinery of type II polyketide synthase

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02144
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 勝山 陽平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (50646437)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ポリケタイド / 生合成 / 二次代謝 / 放線菌

Outline of Annual Research Achievements

ケト合成酵素と鎖長決定因子である、Iga11-Iga12複合体の測度論解析を試みたが、現在のところうまくいっていない。別の研究で取得した脂肪酸合成酵素FabF-AcpPの複合体の解析から、縮合反応時のIga11-Iga12複合体とIga10の相互作用に特に重要な残基の同定に成功した。
Yoropyrazoneの生合成解析においては、破壊株の取得は難航している。並行して、Yoropyrazoneの中間体であるgriseusin誘導体のin vitro生産系の構築を試みた。Yoropyrazoneの生合成を担うケト合成酵素と鎖長決定因子複合体を含む8個の生合成酵素の組換えタンパク質の生産に成功している。しかし、まだ、ポリケタイド生合成反応をin vitroで検出することには成功していない。
また、fogacin誘導体生合成の一部をin vitroで再構成することに成功している。また、共同研究者によりクローニングされたfogacin生合成遺伝子クラスターをStreptomyces albusを用いて異種発現することでfogacin誘導体の生産が可能となった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度初頭に実施された緊急事態宣言などの影響により、一部の実験に遅れが生じている。また、Iga11-ga12の解析においては当初計画していた実験が難易度が高く実施が難しいことが明らかとなった。

Strategy for Future Research Activity

Ishigamideの生合成研究に関しては分子動力学解析やQM/MM法を用いてIga11-Iga12とIga10の3者複合体の解析を試み、これらのタンパク質間の相互作用メカニズムをより詳しく、解析することを目指す。得られた仮説は部位特異的変異導入を用いて解析する。
Yoropyrazoneの生合成機構の解析に関しては酵素の反応条件を詳細に検討することで、griseusin誘導体のin vitro生産を目指す。また、fogacinの生合成においてもアシルキャリアータンパク質と触媒ユニットの相互作用のメカニズム解析を目指す。具体的には複合体のX線結晶構造解析を行い、相互作用に重要な残基を同定し、さらに部位特異的変異導入により確認する。