菌類の共演型ポリケチド合成における製品鎖の長さと放出モードの内在的および外在的プログラミング
Chen Wang1,2, Xiaojing Wang3, Liwen Zhang1
1Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, 12 Zhongguancun South Street, Beijing 100081, P. R. China.
菌類のポリケチド合成 (PKS) を用いた結合生物合成により,新薬化合物が作られます. スタートユニットアシルトランスフェラーゼ (SAT) とチオエステラーゼ (TE) ドメインの役割を理解することは,非自然産物 (uNP) バイオシンセシスを最適化するための鍵です.
科学分野:
- バイオテクノロジー
- 合成生物学
- 自然 産物 の 発見
背景:
- 菌類のポリケチド合成酵素 (PKS) は,新しい生物活性化合物を生成するための強力なツールです.
- 合成生物合成は,PKSの設計によって薬剤発見のための非自然な製品 (uNP) を生産することを目的としています.
- *Rhytidhysteron rufulum*のゲノム採掘により,希少なマクロラクトンを産生するPKSのペアが明らかになった.
研究 の 目的:
- 特定のPKSペアからのNPsの低収率を調査する.
- PKSシステムにおけるスタートユニットアシルトランスフェラーゼ (SAT) とチオエステラーゼ (TE) ドメインのプログラミング役割を解明する.
- 効率的なuNP生物合成のためのPKSのメタプログラミングを理解する.
主な方法:
- リチドヒステロン・ルフルームのゲノム採掘
- PKSペアの異質表現である.
- PKS酵素内のサブユニットシャッフリングとドメイン交換.
- SATとTEドメインの遺伝分析
主要な成果:
- 協力した hrPKS-nrPKS ペアは微量のマクロラクトンNPsを産生した.
- すべてのPKS領域は,規制メカニズムを示唆する高生産性であることが判明しました.
- TEドメインはマクロサイクルと線形生成を決定する.
- nrPKS SATドメインは,hrPKS製品チェーン長さに影響します.
- TEドメインは,プライミングユニットのサイズ選択フィルターとして機能します.
結論:
- SATとTEドメインの固有のプログラムは,PKSシステムの出力を大幅に調節します.
- SATとTEドメインの進化的差異は,エンジニアリングされたPKSの衝突につながる可能性があります.
- これらの矛盾を理解することは,uNPの生物合成と薬物の発見を進めるために極めて重要です.
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