Stereoselective enoyl reduction mechanism involved in diversity creation in polyketides from Streptomyces sp..

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16401
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
• Research Institution: Musashino University
• Principal Investigator: ISHIKAWA Kazuki 武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30779822)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Streptomyces / enoyl reductase / actinorhodin / polyketide

Outline of Final Research Achievements

This study was perfomed to elucidate the functions of a group of enoyl reductases on the biosynthetic pathway of BIQ-based polyketides from actinomycetes. As a result, it was clarified that ActVI-2, an enoyl reductase involved in actinolodine biosynthesis, catalyses the reaction with high stereoselectivity. Furthermore, part of the reaction mechanism was clarified by analysis using molecular modelling software. In addition, an enzyme which is an ActVI-2 analogous enzyme showed opposite stereoselectivity to ActVI-2 has been found, and detailed functional analysis in the future will greatly contribute to the analysis of the reaction mechanism of the enoyl reductase group. Some of the results of these studies have been published in international journals and at national conferences.

Free Research Field

天然物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、エノイル還元酵素としてActVI-2の機能を明らかにした。これにより、これまでに未解明であったACT生合成経路の一工程を解明することができた。さらに、本酵素が厳密な立体制御機構を有していたことから、最終生成物であるACTの立体化学の構築に大きく関与していることを明らかにすることできた。ACTは、放線菌由来の二次代謝産物研究においてモデル化合物として世界中で広く研究対象とされている。そのため、ACT生合成酵素の同定は、ACT生合成研究だけでなく、これらの研究を基礎とする多くの研究に新たな知見を与えることで、将来的な研究の発展に寄与することができたと考えている。