フラビン依存型デカルボキシラーゼ-デヒドロゲナーゼ-モノオキシゲナーゼは,α,β-エポキシケトンプロテアソーム阻害体の核を組み立てる

科学分野:

• 微生物学
• 生物化学
• 分子生物学

背景:

• α,β-エポキシケトンプロテアソーム阻害剤TMC-86Aは,Streptomyces chromofuscus ATCC49982によって生成される新発見の代謝物質である.
• このような天然製品の生合成経路を理解することは 薬の発見と開発に不可欠です

研究 の 目的:

• α,β-エポキシケトンプロテアソーム阻害剤TMC-86Aの生物合成経路を解明する.
• TMC-86Aのバイオシンセシスに 責任のある遺伝子クラスタを特定する
• TMC-86A形成に関与する酵素的ステップを特徴づける.

主な方法:

• TMC-86A生物合成のための遺伝子クラスタを特定するために,Streptomyces chromofuscus ATCC49982のゲノム配列決定.
• メタボリックラベリングの実験では,生物合成の中間物質を追跡するために[C-メチ]l-メチオニンを用いる.
• 提案されたα-ディメチル-β-ケト酸の化学合成.
• 浄化された複合フラビン依存酵素とシトクロムP450を用いた酵素測定

主要な成果:

• TMC-86Aの生物合成を担う遺伝子クラスターが特定されました.
• 組み込み実験では,α-ディメチル-β-ケト酸の中間物質が関与していた.
• フラビンに依存する酵素は,新しい脱炭素化-脱水化-単酸化カスケードを経て,α-ディメチル-β-ケト酸をα-メチル-α,β-エポキシケトンに変換することを触媒とした.
• サイトクロームP450媒介の水酸化により,TMC-86Aの生物合成が完了した.

結論:

• TMC-86Aの生物合成には,これまで説明されていない酵素カスケードが含まれています.
• 特定された経路は,天然製品におけるα,β-エポキシケトン弾頭の形成に関する洞察を提供します.
• この研究は,微生物の二次代謝生物合成と潜在的薬物への理解を拡大します.