生合成酵素を利用した新規teleocidin Bアナログの創製

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25750382
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 淡川 孝義 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (80609834)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 生合成 / インドールテルペノイド / テルペン環化 / PKC activator

Outline of Annual Research Achievements

Teleocidin Bは放線菌Streptomyces blastmyceticusより単離されるインドールテルペノイドであり、強力なprotein kinase C (PKC)活性化因子である。PKC活性化因子には、発ガンプロモーターが多く含まれるが、いくつかの化合物は抗腫瘍活性があり、活性化因子の類縁体群より、有用な活性を持つものをスクリーニングすることが望まれる。そのため、生合成を用いたteleocidin B類縁体ライブラリーの構築のため、その生合成酵素の触媒反応解析、酵素の構造解析を行った。teleocidin B生合成反応中、indolactam Vにテルペノイド部であるgenarnyl基をそのC-3位より転移する逆プレニル化を触媒するTleCの結晶構造解析を行い、その基質結合部位を明らかにした。本研究はindole環にGPPを逆プレニル化する酵素の初の構造解析例となり、その機能に関する新規性の高い知見を得ることに成功した。また、遺伝子の異種発現によるスクリーニングによって、geranyl基のメチル化、環化を行い、teleocidin Bの特徴的なシクロヘキサン環を合成するメチル化酵素TleDを見出し、その反応をin vitroで詳細に解析した。本反応は、メチル化によってテルペン環化が引き起こされる初めての例となった。本研究によって、新たなprotein kinase C活性化因子合成プラットフォーム構築に有用な知見を得ることができた。

Research Products

• [Journal Article] A methyltransferase initiates terpene cyclization in teleocidin B biosynthesis (2014)
  • Author(s): Awakawa, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Mori, T., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E., Abe, I.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 136 Pages: 9910-9913
  • DOI: 10.1021/ja505224r
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] A methyltransferase initiates terpene cyclization in teleocidin B biosynthesis (2015)
  • Author(s): Awakawa, T., Mori, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E., Abe, I.
  • Organizer: Natural Product Discovery & Development in the Post Genomic Era by Society for industrial microbiology and biotechnology
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [Presentation] Teleocidin類の生合成機構の解明 (2014)
  • Author(s): 森 貴裕、淡川 孝義、張 驪駻、星野 翔太郎、脇本 敏幸、森田 洋行、伊藤 卓也、石川 淳、阿部 郁朗
  • Organizer: 第56回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 高知県高知市
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [Presentation] Cyclohexene ring formation facilitated by methylation of the prenyl chain in teleocidin B4 biosynthesis (2014)
  • Author(s): Awakawa, T., Mori, T., Zhang, L., Wakimoto, T., Hoshino, S., Ito, T., Ishikawa, J., Tanner, M. E., Abe, I.
  • Organizer: 248th ACS National Meeting & Exposition
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-14
• [Presentation] 放線菌由来新規インドールプレニルトランスフェラーゼTldCとMpnDのX線結晶構造解析 (2014)
  • Author(s): 森 貴裕、張 驪駻、淡川 孝義、脇本 敏幸、森田 洋行、阿部 郁朗
  • Organizer: 第29回日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
  • Year and Date: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [Remarks] 東京大学大学院薬学系研究科天然物化学教室
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~tennen/head.htm