2019 Fiscal Year Annual Research Report
放線菌の二次代謝における新奇還元的脱アミノ化反応と共脱窒への寄与の解明
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19J22569
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野口 智弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 脱アミノ化反応 / 共脱窒 / メロテルペノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成31年度(令和元年度)は、放線菌のメロテルペノイド生合成中の新規脱アミノ化酵素Fur5ホモログの反応におる脱窒素ガス反応を検出した。まずFuraquinocin D生合成中間体8-amino-flaviolinの15N標識体を、15N標識したL-グルタミン酸とmompainを基質に用いたアミノ基転移酵素Fur3の反応によって調製した。15N標識8-amino-flaviolinと15N標識亜硝酸ナトリウムを基質に用い、メチル基転移酵素Fur6とFur5ホモログによる連続反応を行った。その結果Fur5ホモログ依存的に30N2ガスが検出できた。Fur5ホモログによる脱アミノ化反応の過程では、それぞれ窒素原子の由来が8-amino-flaviolinと亜硝酸であるハイブリッドな窒素ガスを放出することが明らかになった。
Fur5による反応効率は悪く、これは新奇脱アミノ化反応における還元力の供給不足であると考えられる。現在この還元力を明らかにすべく、各種還元剤や生体内還元因子などの検討を行っている。同時に還元因子と結合した状態で精製できることを期待して、Fur5ホモログを放線菌内で発現させる系を構築中である。
海外渡航先であるソーク研究所ではFur5ホモログの結晶化にも取り組んだ。各種PEGや無機イオンを沈殿剤として用いて結晶化スクリーニングを行ったが、今のところ結晶を得ることはできていない。他のより安定なFur5ホモログの精製を検討中である。
Streptomyces antibioticusのFur5ホモログの共脱窒への関与についての研究は、現在ゲノム解読を進めている段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成31年度(令和元年度)は、放線菌のメロテルペノイド生合成中の新規脱アミノ化酵素Fur5ホモログの機能解析を中心に研究が進展した。
中でもFur5ホモログの脱アミノ化反応中に起こる、ハイブリッドな窒素ガスの放出反応は、生体内反応としてこれまでに類例がなく、非常に興味深い反応を見出したといえる。
しかし新奇脱アミノ化反応に必要な還元力は依然不明瞭で、反応効率や酵素の安定性の面から詳細な解析が困難になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Fur5ホモログの反応効率の向上のため、酵素がより安定して精製できる条件の検討および
、反応に必要な還元力の探索を行っていく。
Streptomyces antibioticusのFur5ホモログの共脱窒への関与については、ゲノム解読および破壊株の作製によって評価をしていく。
共脱窒への関与が明らかになった場合、Fur5ホモログを含む新規クラスターの異種発現を試みる。
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