マイコバクテリアの生産する新規C35環状テルペノイドの探索と生合成研究

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19780085
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 佐藤 努 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)
• キーワード: テルペン / マイコバクテリア / 生合成 / テルペン環化酵素 / イソプレノイド

研究概要

【C_<35>環状テルペン生合成酵素遺伝子のクローニング】
M. chlorophenolicum由来の2つの完全長Z型プレニル鎖延長酵素ホモログを縮重プライマーを用いたPCRとゲノムウォーキングによって取得することができた。
ゲノム既知のM. vanbaaleniiもC_<35>環状テルペンを生産することがGC-MS分析によって判明した。本菌株由来の3つのZ型プレニル鎖延長酵素ホモログと2つのプレニル還元酵素ホモログをそれぞれpET系のベクターに連結し、大腸菌発現系を構築した。現在、可溶化条件などを検討中である。M. chlorophenolicum由来の無細胞抽出液を用いて生合成経路を解析した。大量培養菌体をアルカリ加水分解後、ヘキサン抽出物に仮想中間体のC_<35>直鎖状テルペンのアルコール体を見出し、単離した。それを二リン酸体へ有機合成し、無細胞抽出液とインキュベートしたところC_<35>環状テルペンの生産を確認することができた。この結果は、C_<35>直鎖状テルペンが直接環化して生合成されることを示しており、このような天然物として初めての例ではないか考えている。また、本経路におけるZ型プレニル鎖延長酵素のアリル性基質は主にファルネシル二リン酸が反応していることが示唆された。
【C_<35>環状テルペンの更なる探索】
培養の定常期以降に検出される2種類のC_<35>環状テルペン様化合物をGCーMS分析で見出した。それらを大量培養後各種クロマトグラフィーによって単離した。現在、NMRによって構造解析を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Sterol biosynthesis by a prokaryote:first in vitro identification of the genes encoding squalene epoxidase and lanosterol synthase from Methylococcus capsulatus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakano C, Motegi A, Sato T, Onodera M, Hoshino T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 71 ページ: 2543-2550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis of violacein:a genuine intermediate, protoviolaceinic acid, produced by VioABDE, and insight into VioC function. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinoda K, Hasegawa T, Sato H, Shinozaki M, Kuramoto H, Takamiya Y, Sato T, Nikaidou N, Watanabe T, Hoshino T.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 2 ページ: 4140-4142
  • 査読あり