ポリケチド抗生物質の生物合成における酵素触媒によるスピロアセタル形成
Oksana Bilyk1, Gabriel S Oliveira2, Rafaela M de Angelo3
1Department of Biochemistry, University of Cambridge, 80 Tennis Court Road, Cambridge CB2 1GA, United Kingdom.
研究者らは,ポリケチド生物合成におけるスピロケタル形成に不可欠な新種のスピロケタルサイクラス酵素を発見した. この酵素はオサミシンとオリゴミシンを生成するために不可欠であり,その構造と触媒機構は現在解明されています.
科学分野:
- 生物化学
- 分子生物学
- 有機化学
背景:
- ポリケチドは,重要な薬学的な可能性を持つ多様な自然製品のクラスです.
- スピロアセタル (スピロケタル) 形成は,多くのポリケチドの生物合成における重要かつステレオ特異的なステップである.
- スピロケタル形成を触媒化する酵素は,大部分は特徴づけられていない.
研究 の 目的:
- オッサミシンとオリゴミシン生物合成におけるスピロケタル形成に責任を負う酵素を特定し,特徴づけること.
- この新しい酵素の構造と触媒の仕組みを解明する.
主な方法:
- オサミシンとオリゴミシンのための生物合成遺伝子クラスター (BGC) のバイオ情報分析.
- 推定サイクラース遺伝子の役割を評価する遺伝子消去研究.
- タンパク質の浄化と酵素測定
- 酵素構造を決定するX線結晶学.
- サイト・ディレクテッド・ミュータジェネシスで 触媒残留物を調べる
主要な成果:
- OssOとOlmOは,それぞれオサミシンとオリゴミシン生物合成に関与する新型スピロケタルサイクラスを特定した.
- オリゴマイシン生成を廃止し,スピロケタル欠乏性代謝産物を生成した.
- 精製されたOlmOは,前駆体をオリゴミシンCに変換する触媒的活性を示した.
- 結晶構造は,OssOとOlmOの両方に異常な10鎖のβバレル折れを示した.
- 酵素内部の保全された極性残留は,一般の酸/塩基触媒機構を示唆する触媒活性に決定的であった.
結論:
- オサミシンとオリゴミシンのバイオシンセシスにおけるスピロケタル形成は,新種の酵素であるスピロケタルサイクラスが触媒として作用する.
- 特定された酵素OssOとOlmOは,保存されたβ-バレル構造を共有し,一般的な酸/塩基触媒を使用します.
- この発見はポリケチド生物合成に関する基本的な洞察を提供し,酵素工学の道を開きます.
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