ワリノフォスは,自然界で広く保存されている微生物のリン酸生物合成の新たな経路を明らかにした
Yeying Zhang1, Li Chen1, Jake A Wilson1,2
1Department of Microbiology, The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 26, 2022
まとめ
研究者たちは ヴァリノフォスという フォスフォノペプチドの 完全な生物合成経路を発見しました この発見により,フォスフォナート天然産物バイオシンセシスの新しい酵素的ステップと中間物質が明らかになり,ゲノム採掘の可能性が拡大しました.
科学分野:
- 生物化学
- 自然製品の生物合成
- ゲノミクス
背景:
- フォスフォナート天然製品は,医学やバイオテクノロジーにおける応用を持つ細胞代謝の重要な阻害剤です.
- ゲノム採掘は新しいリン酸塩の発見を加速しますが,望ましい生物活性を持つ化合物を特定するには包括的な代謝枠組みが不可欠です.
研究 の 目的:
- (R) -2,3-ジヒドロキシプロピルフォスフォナート (DHPPA) の構造を特徴とするフォスフォノペプチドであるヴァリノフォスの完全な生物合成経路を解明する.
- フォスフォナート生物合成における新しい酵素変換と中間物質を特定する.
主な方法:
- バクテリアのゲノムをバイオ情報分析して,DHPPAのバイオシンセシスに関連した遺伝子群を特定する.
- 提案された経路における特定された酵素の機能を特徴付けるための酵素分析.
- メタボリックラベルと構造分析で 経路の中間物質の確認
主要な成果:
- バリノフォスの完全な生物合成経路が解明され,以前未知の酵素のステップと中間物質が明らかになった.
- 新しい脱水素酵素は,フォスフォノールピルバートミュータゼの結合酵素として特定され,フォスフォノラクタート経由でフォスフォナート生物合成の新しい分岐点を生み出しました.
- キナーゼとリダクタゼ酵素は,糖分解とアルギニン生物合成に類似した反応を触媒として作用し,フォスフォノラクタルデヒド中間産物を生成する.
- ATP-Graspリガゼ酵素は,L-バリンをDHPPAにエステル化し,その後,さらにアミノ酸リガーションを行い,DHPPA二ペプチドを形成することが示された.
結論:
- この研究は,天然のフォスフォナート製品の新しい生物合成原理を確立しています.
- 特定されたDHPPAコア経路は,様々な細菌のゲノムに保存され,未発見の生物活性フォスフォナートの巨大な貯蔵庫を示唆しています.
- これらの発見は,新しいフォスフォナート化合物を標的とした将来のゲノム採掘の取り組みのための定義された枠組みを提供します.
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