2022 Fiscal Year Annual Research Report
薬用天然物の新奇生合成マシナリーの探索と精密機能解析に関する研究
| Project/Area Number |
22F22405
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
阿部 郁朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (40305496)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GAO YAOJIE 東京大学, 薬学研究科(研究院), 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-11-16 – 2025-03-31
|
| Keywords | 生合成 / 酵素 / 抗生物質 / 補酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、抗がん化合物アルテミシジン生合成経路において、補酵素NADを基質として、骨格形成に関わる新奇PLP依存性酵素(SbzP)の同定に世界に先駆けて成功した(Nature 2021)。この特異な酵素ホモログ遺伝子は、グラム陰性、グラム陽性細菌に広く分布し、それぞれ二次代謝遺伝子とクラスターを形成する。本研究では、SbzPホモログ遺伝子クラスターの発現による新規生理活性化合物の取得、スルホンアミド転移、アミノアシル結合形成に関わるSbzI, SbzAのX線結晶構造解析に取り組む。さらにSbzPホモログ遺伝子クラスターから発掘した修飾酵素群と組み合わせて、SbzPの生成する新規NAD由来酵素反応生成物を修飾し、抗腫瘍活性を持つ新規薬用活性化合物を合成する。本研究により補酵素由来の新規天然物群生合成機構を明らかにし、その利用による新規創薬シード合成基盤を構築することを目的とする。
GAO博士は2022年12月に来日、2022年度は、SbzPホモログを含む道の遺伝子クラスターの異種発現に着手した。研究は順調に進捗している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
GAO博士は2022年12月に来日、本研究に着手した。準備も整っていたため、研究も順調に進捗している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2022年度から引き続き、NAD由来天然物について、異種発現と生成物の単離構造決定を行う。コア骨格の合成に関わるSbzP、コア骨格へアシル鎖の転移を担う酵素SbzA, SbzIの基質特異性を、アミノ酸やカルボン酸など様々な種類の小分子を用いたin vitroアッセイで基質特異性を検証する。また、その分子基盤をX線結晶構造解析、ホモロジーモデリング、ドッキングシミュレーション実験により、その分子基盤を明らかにする。また、この構造に基づいて部位特異的な変異誘発を行い、基質特異性を拡大する。SbzPホモログPLP酵素、tRNAよりアシル鎖を転移するSbzAホモログ酵素の構造機能解析についても同様に行い、詳細な機能解析、変換を行う。
|
