特殊なフラボタンパク質は,アスピロクロリン生物合成における硫黄の移動とスピロアミナル形成を促進する

科学分野:

• 生物化学
• 菌類学
• 化学生物学

背景:

• エピディオジケトピペラジン (ETP) は,生態学的および医学的な重要性を持つサイクロディペプチドである.
• アスペルギルス・オライザの有毒なETPであるアスピロクロリンは,リング拡大された二硫化物ブリッジとスピロアミナルシステムを持つ異常な支架を持っています.
• ETPにおけるこの構造的偏差の生化学的根拠は,以前は知られていなかった.

研究 の 目的:

• アスピロクロリンにおける異常ETP構造の形成の背後にある生化学的メカニズムを解明する.
• 炭素と硫黄の結合とスパイロリングの形成に 責任のある酵素を特定する
• これらの複雑な分子の生物合成における アセチル化の役割を理解する.

主な方法:

• アスペルギルス・オライザの遺伝子検査で 候補遺伝子を特定する
• アクリル欠乏変異体の構築と分析
• AclRの触媒活性を決定する in vitro 酵素測定
• AclRの結晶学および変異分析
• 関連した真菌遺伝子群を特定するためのバイオ情報分析

主要な成果:

• 新型酸化還元酵素 AclR が発見され,炭素と硫黄の結合とスパイロリングの形成を触媒化した.
• リアレンジの前提条件として,暗号化されたアセチル化ステップを特定する.
• AclRが単独でスルファミル移動,アセトキシ群の除去,およびスピロアミナル形成を促進することを示す.
• 典型的なETP酸化酶とは異なる非正規のCXXHモチーフを持つAcIRのチオレドキシン酸化還元酵素の折りたたみ.
• フラビンアデニンジヌクレオチド (FAD) は,タンパク質の折り畳みをサポートし,酸化還元因子として作用しないことが判明しました.
• AclRは,関連するETPの遺伝子クラスタを発見するためのバイオインフォマティクスハンドルの役割を果たします.

結論:

• AclRは,ETPバイオシンセシスの炭素-硫黄結合とスパイロリング形成の両方を触媒化する最初の特定された酵素です.
• ACL経路には重要な暗号化アセチル化ステップが含まれています.
• AclRは,ETPの化学的多様性を拡大する特殊なチオレドキシン酸化還元酵素ファミリーを表しています.
• この発見は,異なった二酸化硫化物製薬を持つ複雑な天然製品の生物合成の洞察を提供します.