2021 Fiscal Year Research-status Report
天然物誘導体化による非天然型新規化合物創出を志向した放線菌機能未知遺伝子の解析
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21K14775
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
木股 祥子 東京理科大学, 薬学部生命創薬科学科, 助教 (30825394)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生合成 / 放線菌 / Streptomyces / prodigiosin / roseophilin / 異種発現 / 環化遺伝子 / ハロゲナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Roseophilin（RP）生合成遺伝子のうち、rphG、rphG2、rphG3、rphG4 はStreptomyces coelicolorのprodigioisn（PG）側鎖環化遺伝子redGと相同性を示している。RPと同じ鎖長の側鎖を持つPGを生産するS. coelicolorのredGredP破壊株にrphG、rphG2、rphG3、rphG4の4遺伝子すべてを導入したところ、環化アルキル側鎖を有する新規PGであるprodigiosin R3を生産した。この結果より、これらの4遺伝子をPG側鎖環化遺伝子と同定した。当該年度では、この結果により論文を執筆した。
RP生産菌のドラフトゲノム解析により、RPのクロル化に関わると考えられるハロゲナーゼ遺伝子orf16-3がrphクラスター外に見いだされている。orf16-3、orf16-4、orf16-5の隣り合う3遺伝子をundecylprodiginine（UP）生産菌であるS. coelicolorに導入し、基質としてdechlororoseophilin（DRP）を供給して代謝産物を解析したが、新たなPGは検出されなかった。そこで当該年度では、orf16-3、orf16-4、orf16-5、orf16-6の4遺伝子をS. coelicolorに導入し代謝産物を分析したが、クロル化したPGは確認されなかった。
一方、申請者は現在までに、DRPのフランがピロールに置換したRP生合成中間体であるprodigiosin R2（PGR2）を見いだしている。RP生産菌培養抽出物から得られたPGR2を含むフラクションを分析したところ、PGR2のクロル化体と考えられる代謝産物が検出された。このことから、RP生合成におけるクロル化の基質がPGR2である可能性が示唆されたため、これを基質としたクロル化反応の解析を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度では、環化アルキル側鎖を有する新規PG関連化合物prodigiosin R3を単離・構造決定し、rphG、rphG2、rphG3、rphG4の4遺伝子をPG側鎖環化遺伝子と同定した結果より論文を執筆した。
また、RP生合成におけるクロル化に関わると考えられるorf16-3、orf16-4、orf16-5、orf16-6の4遺伝子をS. coelicolorに導入したが、クロル化したPG類の生産は確認されなかった。この原因として、UPおよびDRPがクロル化反応における基質として認識されなかった可能性が考えられる。
一方、申請者は大腸菌に生産させたorf16-3遺伝子産物のPGクロル化活性評価系を構築しており、各PG関連化合物を基質とした反応の解析を試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
RP生合成におけるクロル化遺伝子候補を異種発現させ、基質と考えられるPG関連化合物を供給することにより遺伝子機能の解析を試みる。また、大腸菌で大量発現させたクロル化遺伝子候補orf16-3の遺伝子産物とPG関連化合物による反応を引き続き解析し、ハロゲン化活性を評価する。
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