グラブリジンの生合成のための迷路のようなネットワークを発見する

科学分野:

• 生化学と合成生物学
• 天然物生合成
• 代謝工学

背景:

• フラボノイドの多様性は、前駆体分子の酵素修飾によって生じます。
• 経路設計のための複雑な代謝ネットワークの解明は困難です。
• 甘草（Glycyrrhiza glabra L.）におけるグラブリジン生合成の理解は、その生産にとって重要です。

研究 の 目的:

• グラブリジンの生合成経路の同定と再構築。
• 酵母でのグラブリジンのデノボ生産の実現。
• グラブリジン合成の根底にある酵素メカニズムの調査。

主な方法:

• 染色体スケールのゲノムアセンブリと大規模トランスクリプトーム解析。
• 修飾酵素を同定するための183の甘草トランスクリプトームの解析。
• 酵母の異種宿主における生合成経路の再構築。

主要な成果:

• イソフラバン骨格を修飾する4つの酵素クラスの同定。
• 多段階のテーラリングネットワーク内の6つの機能的経路の検証。
• メチル化-脱メチル化サイクルを含む「保護-脱保護」メカニズムの発見。
• 工学的な酵母でのグラブリジンのデノボ生産の成功。

結論:

• 本研究は、グラブリジン合成のための生合成パラダイムを確立します。
• 代謝冗長性と相互接続性は、経路の堅牢性と収率を高めます。
• この発見は、天然物発見とバイオ製造に広範な影響を与えます。