2010 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド型天然物の生合成再構築による構造多様性の創製
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21710222
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
久城 哲夫 東京大学, 農学部, 准教授 (80373299)
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| Keywords | メロテルペノイド / 糸状菌 / 生合成遺伝子クラスター / ピリピロペン / テルペン環化酵素 / エポキシ化酵素 |
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| Research Abstract |
本研究では、糸状菌Aspergillus fumigatusの生産するメロテルペノイド、ピリピロペンの生合成遺伝子の同定と機能解析を目的とした。ピリピロペンは、強力なACAT阻害活性を有しコレステロール低下剤としての応用が期待される化合物である。その生合成は、ニコチン酸由来のCoA体をスターター基質とするピロン体の生成に始まり、これにファルネシル基の付加、末端二重結合のエポキシ化、そしてテルペン部分の環化反応を経て基本炭素骨格が構築されると考えられる。本年度は、ピリピロペン生合成の最重要鍵酵素であるテルペン環化酵素の同定と機能解析を行った。本遺伝子クラスター中には既存のテルペン環化酵素と相同性のある遺伝子は含まれていなかったが、integral membrane proteinとアノテーションされているpyr4遺伝子に注目した。昨年度、環化前駆体であるepoxyfarnesyl-HPPOの生産を試みたものの成功しなかったため、プレニル基転移酵素(PT、pyr5)、エポキシ化酵素(FMO、pyr6)、に加えてpyr4の3遺伝子共発現体を作製し、HPPOを投与した。その結果、環化生成物であるdeacetylpyripyropene Eの生成が確認された。さらに、epoxyfamesyl-HPPOを化学合成し、in vivoとin vitroにてPyr4と反応させたところ、deacetylpyripyropene Eの生成が確認されたことから、Pyr4が単独で機能するテルペン環化酵素であることが判明した。Pyr4は7回膜貫通型タンパク質と予想され、既存のテルペン環化酵素とは配列相同性がないことから、全く新規の膜結合型テルペン環化酵素である。これにより、クラスター内の5遺伝子の異種糸状菌での発現機能解析により、ピリピロペンの基本炭素骨格の構築に成功した。
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