双機能性テルペン合成剤を用いたセステルペンのゲノム採掘により,二/セステルペンの統一された中間物質が発見された

科学分野:

• 生物化学
• 分子生物学
• ゲノミクス

背景:

• ゲノムマイニングは新しい二次代謝産物の発見を可能にします.
• 菌類のゲノムには 曖昧な二機能性テルペン合成酵素の遺伝子が含まれています
• ヘテロロジック表現システムは,機能的特徴化に不可欠です.

研究 の 目的:

• クリプティックな二機能性テルペン合成酵素の遺伝子を機能的に特徴づける.
• ネオサートリア・フィッシェリ (Neosartorya fischeri) のセスターフィッシェロール合成酵素遺伝子 (NfSS) を特定し分析する.
• セスターテルペンのサイクルメカニズムと生体生成を解明する.

主な方法:

• アスペルギルス・オライザの異質発現システムの適用
• セスターフィシェロールシンタゼ遺伝子 (NfSS) の識別
• 同位体で標識された前体を用いた in vivo および in vitro 酵素反応の分析

主要な成果:

• ネオサートリア・フィッシェリ (Neosartorya fischeri) のセスターフィッシェロール合成酵素遺伝子 (NfSS) を特定した.
• セスターフィシェロルは5-6-8-5の四環系を持っていると判断した.
• C1カチオン・オレフィン・IV・オレフィン・Vサイクルと5つの水素シフトを含む新しいサイクルメカニズムを提案した.
• フシコシンとオフィボリンと比べると,セステルテルペンの生体形成の経路が異なっていることが示された.

結論:

• 特定されたメカニズムは,様々なセステルテルペン構造の統一された生体生成を提供します.
• 系統遺伝学的分析は,提案されたメカニズムとその他のテルペンクラスとの区別を支持する.
• テルペン合成のアミノ酸配列は,その初期サイクリングモードと相関する.