2003 Fiscal Year Annual Research Report

生合成酵素を用いた非天然型新規化合物ライブラリーの構築

Research Project

Project/Area Number	14580613
Research Institution	University of Shizuoka
Principal Investigator	阿部郁朗静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40305496)
Keywords	非天然型天然物 / 植物ポリケタイド合成酵素 / カルコン合成酵素 / スクアレン環化酵素 / 生合成酵素 / 酵素構造機能相関 / 酵素機能改変 / 化合物ライブラリー
Research Abstract	植物III型ポリケタイド合成酵素(PKS)に関するもの 1分子のp-クマロイルCoAをスターターとして、1分子のマロニルCoAを縮合の後、脱炭酸を伴ってジケタイドの骨格を構築する大黄(Rheum palmatum)由来ベンザルアセトン合成酵素の構造機能解析を行った。本酵素はポリケタイドの伸長反応に関与するものと考えられる活性中心Phe215残基を欠損する唯一のIII型PKSであるが、部位特異的変異によりPheに置換してやると、3分子のマロニルCoAの縮合と芳香環化反応が進行して、カルコンの合成能を回復することが示された。植物PKS酵素の構造機能相関と酵素機能の改変の可能性を考える上で、極めて重要な知見を得た。一方、今回新たに大黄より、アセチルCoAをスターターとして6分子のマロニルCoAを縮合の後、ヘプタケタイドの骨格を構築する新規III型PKS、アロエソン合成酵素のクローニングと機能発現に成功しこれを報告した。スクアレン環化酵素に関するもの 5環性トリテルペンの基本骨格を構築する中等度好熱好酸菌Alicyclobacillis acidcaldarius由来ホペン合成酵素(SHC)に、今回は新たにスクアレンにメチリデン基を導入した一連のC_<31>誘導体をプローブとして、酵素反応に及ぼす効果を検射した結果、非天然型新規トリテルペン誘導体の創出に成功した。一方、酵母に異種発現したニンドウマメ由来β-アミリン合成酵素に、2種の基質アナログ22,23-dihydro-2,3-oxidosqualeneと24,30-bisnor-2,3-oxidosqualeneをプローブとして作用させ、反応生成物の単離と構造解析を行った。その結果、非天然型新規化合物の生成が確認され、閉環反応の化学を考える上できわめて重要な知見が得られた。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] I.Abe^*, Y.Sano, Y.Takahashi, H.Noguchi: "Site-Directed Mutagenesis of Benzalacetone Synthase : The Role of Phe215 in Plant Type III Polyketide Synthases"J.Biol.Chem.. 278. 25218-25226 (2003)
[Publications] I.Abe^*, Y.Sakano, H.Tanaka, W.Lou, H.Noguchi, M.Shibuya, Y.Ebizuka: "Enzymatic Cyclization of 22,23-Dihydro-2,3-oxidosqualene into Euph-7-en-3β-ol and Bacchar-12-en-3β-ol by Recombinant β-Amyrin Synthase"J.Am.Chem.Soc.. 126. 3426-3427 (2004)
[Publications] H.Tanaka, H.Noguchi, I.Abe^*: "1-Methylidenesqualene and 25-Methylidenesqualene as Active-Site Probes for Bacterial Squalene : Hopene Cyclase"Org.Lett.. 6. 803-806 (2004)
[Publications] H.Tanaka, H.Noguchi, I.Abe^*: "Enzymatic Cyclization of 26- and 27-Methylidenesqualene to Novel Unnatural C_<31> Polyprenoids by Squalene : hopene Cyclase"Tetrahedron Lett.. 45. 3093-3096 (2004)
[Publications] I.Abe^*, Y.Utsumi, S.Oguro, H.Noguchi: "The First Plant Type III Polyketide Synthase Catalyzing Formation of Aromatic Heptaketide"FEBS Lett.. 562. 171-176 (2004)
[Publications] 阿部郁朗: "植物ポリケタイド合成酵素の生合成工学と超天然型化合物ライブラリーの構築"蛋白質核酸酵素. 48. 2275-2285 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

生合成酵素を用いた非天然型新規化合物ライブラリーの構築

Principal Investigator

阿部 郁朗 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40305496)

Research Products

[Publications] I.Abe^*, Y.Sano, Y.Takahashi, H.Noguchi: "Site-Directed Mutagenesis of Benzalacetone Synthase : The Role of Phe215 in Plant Type III Polyketide Synthases"J.Biol.Chem.. 278. 25218-25226 (2003)

[Publications] I.Abe^*, Y.Sakano, H.Tanaka, W.Lou, H.Noguchi, M.Shibuya, Y.Ebizuka: "Enzymatic Cyclization of 22,23-Dihydro-2,3-oxidosqualene into Euph-7-en-3β-ol and Bacchar-12-en-3β-ol by Recombinant β-Amyrin Synthase"J.Am.Chem.Soc.. 126. 3426-3427 (2004)

[Publications] H.Tanaka, H.Noguchi, I.Abe^*: "1-Methylidenesqualene and 25-Methylidenesqualene as Active-Site Probes for Bacterial Squalene : Hopene Cyclase"Org.Lett.. 6. 803-806 (2004)

[Publications] H.Tanaka, H.Noguchi, I.Abe^*: "Enzymatic Cyclization of 26- and 27-Methylidenesqualene to Novel Unnatural C_<31> Polyprenoids by Squalene : hopene Cyclase"Tetrahedron Lett.. 45. 3093-3096 (2004)

[Publications] I.Abe^*, Y.Utsumi, S.Oguro, H.Noguchi: "The First Plant Type III Polyketide Synthase Catalyzing Formation of Aromatic Heptaketide"FEBS Lett.. 562. 171-176 (2004)

[Publications] 阿部郁朗: "植物ポリケタイド合成酵素の生合成工学と超天然型化合物ライブラリーの構築"蛋白質核酸酵素. 48. 2275-2285 (2003)

阿部郁朗静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40305496)