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多種多様な生物活性物質を生産する放線菌においてユニークな構造を有する化合物の生合成遺伝子は未だに解明されていないものも多く、その生合成機構を解明することは、学術的、応用的な面からも興味深いものがある。そこで、その生合成に関与する遺伝子を取得し、ユニークな構造を形成するための生合成遺伝子・酵素の解析を行なった。
放線菌Streptomyces sp. 2238-SVT4が生産するhatomarubigin A～Dは、アングサイクリン抗生物質に属しており、このうちhatomarubigin Dは2分子のhatomarubigin Cがメチレンを介して結合したユニークな構造を有している。アングサイクリン生合成に特徴的なアロマターゼおよびサイクラーゼ遺伝子の周辺領域35kbpの塩基配列を決定したところ、30kbpにわたるアングサイクリン生合成遺伝子クラスター(hrbクラスター)が見出された。そこで、本遺伝子クラスターがhatomarubigin生合成遺伝子であるかどうかを検討した。hrbクラスターは30個のORFからなるが、アングサイクリンの生合成に必須な遺伝子は、前半の25個のORFに含まれていた。そこで、hrbR1～hrbXの25遺伝子をStreptomyces lividans TK23株で発現させて、代謝産物をHPLC分析したところ、hatomarubigin A、B、Cの生産が確認され、hrbわクラスターがhatomarubigin生合成遺伝子であることが明らかになった。また、HrbYの組換え酵素を用いた反応によりhatomarubigin Cからhatomarubigin Dへの変換が確認されたことから、hatomarubigin Dの生合成におけるメチレン架橋には、HrbYが関与することが明らかとなった。
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