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糸状菌をホストとした高効率生物合成システムの構築を目的に以下の項目について検討した。
麹菌Aspergillus oryzaeをホストとして、α-アミラーゼプロモーター下流に糸状菌芳香族ポリケタイド合成酵素遺伝子を組み込み、その発現、化合物生産を検討した。その例として、病原糸状菌Aspergillus fumigatusのメラニン生合成に関わると推定されたalb1、ayg1遺伝子の共発現により、alb1遺伝子がヘプタケタイド合成酵素遺伝子であり、その発現により生産されるナフトピロンがayg1遺伝子にコードされる酵素により加水分解的に側鎖切断を受け、テトラヒドロキシナフタレンへと変換される新しい生合成経路を同定した。これは基本炭素骨格構築における二次的な変換反応の新規な例であるとともに、物質生産におけるその応用が期待される。
糸状菌におけるポリケタイド化合物生産の鍵酵素であるポリケタイド合成酵素の反応制御機構の解明にむけて、ナフトピロン合成酵素WAについて、種々の変異体を発現させることにより、新たな機能ドメインとして、これまで単にチオエステラーゼとして考えられていたC-末部分がポリケトメチレン鎖の閉環・芳香化に関与するClaisen cyclaseとして機能していることを明らかにした。
還元型ポリケタイドの発現と生産に向けて、ジャガイモ夏疫病菌より、還元型ポリケタイド合成酵素遺伝子を含む生合成遺伝子クラスターをクローニングし、現在、その機能同定を進めている。
また、テルペノイド類の基本骨格形成を検討するため、植物由来のトリテルペン閉環酵素について、糸状菌での発現系を構築し、発現を検討した。現在のところ、残念ながら、発現を確認するには至っていないが、より強力なプロモーターなどを利用することを検討する予定である。
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