Fanctional analysis of diterpene synthase responsible for fungal conidiation Inducing and its diterpene reseptor discovery

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26350965
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 兼目 裕充 徳島文理大学, 薬学部, 准教授 (10399438)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ジテルペン / 環化酵素 / 真菌 / 分生子 / 阻害剤 / ドッキングシミュレーション / Penicillium / Aspergillus

Outline of Annual Research Achievements

真菌類の生活環の多くを占める無性世代において，分生子（無性胞子）形成は伝播・拡散を行うための重要な手段であるが，その誘導メカニズムは不明な点が多く，統一的な理解には未だに至っていない。申請者はこれまでに，<i>Penicillium cyclopium</i>シノニム6種およびモデル真菌<i>Aspergillus nidulans</i>が持つ新規ジテルペン環化酵素オーソログ／パラログの機能解析を行い，各々の酵素が環化生成する新規ジテルペノイド類が極微量で分生子形成の誘導と菌糸の増殖生長を抑制することを見出した。本研究の目的は，これらの新規ジテルペノイド類と分生子形成誘導の関係を解明するために，PeDSおよびAnDS1によるジテルペン環化メカニズムを基盤とする酵素阻害剤の創生，および活性本体までの代謝を担う環化酵素以降の生合成酵素類と活性本体の受容体を明らかにすることである。これまでに両酵素立体構造モデルを用いたバーチャルスクリーニングで得られた阻害剤候補について，それぞれのリコンビナント酵素を用いた酵素阻害実験および固形培地上での分生(胞)子形成誘導阻害実験を行い，阻害剤候補が強い阻害活性を示すことを明らかにできた。一方、<i>A. nidulans</i>におけるAnDS1環化産物の酸化体と思われる分生(胞)子形成誘導本体を明らかにすべく，この代謝変換実験を行ったところ，<i>P. cyclopium</i>シノニムにおけるPeDS環化産物（デオキシコニジオゲノール）からコニジオゲノール類への代謝に相当する代謝産物が見られず、モノアシルグリセロールが蓄積することが明らかとなった。これを構成する脂肪酸は，Aspergillus属菌においてPsi factorと呼ばれる胞子形成調節因子であったことから，胞子形成に関わる既知シグナル伝達系との関係を繋ぐ成果が得られた。