デオキシニボミシンバイオシンセシスの解読は,Fe (II) /α-ケトグルタレット依存型ダイオキシゲネーゼ触媒によるオクサゾリン環形成と分解を明らかにする
Kai Liu1, Jinyan Zhang2, Guangtao Zhang1
1Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, Guangdong Key Laboratory of Marine Materia Medica, China-Sri Lanka Joint Center for Education and Research, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 164 West Xingang Road, Guangzhou 510301, China.
研究者らは,抗菌剤デオキシニボミシンとニボミシンに含まれる4- オクサゾリン環を形成する鍵となる酵素をEmbleya hyalinaで特定した. この研究は,天然製品の生物合成における新しい酵素機能を明らかにした.
科学分野:
- 生物化学
- 自然製品の生物合成
- 酵素学
背景:
- デオキシニボミシン (DNM) とニボミシン (NM) は4オクサゾリン環を含む独特の四環構造の抗菌剤です.
- これらの複雑な分子の 生体合成を理解することは 新しい治療薬の発見に不可欠です
研究 の 目的:
- DNMとNMの生物合成における4-オクサゾリン環の形成に責任のある主要な酵素を特定する.
- 自然製品の合成に関与する酵素のメカニズムと機能的多様性を解明する.
主な方法:
- 生物合成遺伝子群の比較バイオ情報分析
- N-メチル化,ダイオキシゲネーゼ活性,水酸化を含む酵素測定
- 構造モデリング サイト指向型変異 量子力学の計算
主要な成果:
- この経路における重要な酵素として,N-メチルトランスフェラーゼDnmS,Fe(II) /α-ケトグルタレート依存型ダイオキシゲナーゼ (Fe/αKGD) DnmT,およびFe/αKGD DnmUを特定した.
- DnmTは4-オクサゾリン環形成を触媒化し,また,予期せぬ分解とN-脱メチル化活動を示し,DNMをプレニボミシンに変換する.
- DnmUは,DNMのC-12水酸化を催化して,NMを生成する.
結論:
- この研究は,DNMとNMの生物合成における特定の酵素的ステップと重要な役割を明らかにしています.
- DnmTは二重の機能を持ち,細胞内DNMレベルを制御する規制メカニズムを示唆しています.
- この研究は,天然製品生物合成におけるFe/αKGD酵素の機能的汎用性の理解を拡大する.
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