放線菌の二次代謝における新奇還元的脱アミノ化反応と共脱窒への寄与の解明

阐明新型还原脱氨反应及其对放线菌次生代谢中共反硝化的贡献

基本信息

批准号：
19J22569
负责人：
野口智弘
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は放線菌における共脱窒の分子メカニズムの詳細についてより明らかにすることができた。これまでは脱窒まで酵素が触媒していると考えていたが、in vitroでの反応解析の結果、ジアゾ化を起点とした共脱窒機構は酵素によるジアゾ化ののちに、非酵素的に脱窒素ガス反応が進行することが明らかとなった。また、共脱窒の起点となるアミノ基の導入が、酸素による酸化とアミノ基転移を両方触媒するPLP依存性酵素によって触媒されることを明らかにした。このPLP依存性酵素はメロテルペノイド生合成における共脱窒では普遍的に存在していることが示唆された。他にもこれまでに共脱窒を行うことが知られていたStreptomyces antibioticus B-546株のゲノム解読に成功し、Fur5ホモログや共脱窒に必要な亜硝酸合成カセットが近傍に存在していることを確認した。遺伝子配置はオープンデータベース上の他のStreptomyces antibioticus株と類似していたものの、塩基配列はやや異なっていることを明らかにした。さらに、このS. antibioticusのゲノム上のFur5ホモログの破壊にも今年度は成功した。

今年，我们能够阐明放线菌共反硝化分子机制的细节。迄今为止，人们认为酶催化反硝化作用，但根据体外反应分析的结果，发现以重氮化作用开始的共反硝化机制在酶的重氮化作用后以非酶促方式发生。反硝化气体反应进行。我们还发现，作为共反硝化作用起点的氨基的引入是由 PLP 依赖性酶催化的，该酶催化氧诱导的氧化和转氨作用。有人认为，这种 PLP 依赖性酶普遍存在于类萜生物合成的共反硝化作用中。我们还成功地对之前已知能够进行共反硝化作用的抗生素链霉菌菌株 B-546 进行了基因组测序，并发现附近存在共同反硝化作用所需的 Fur5 同源物和亚硝酸盐合成盒。尽管基因排列与开放数据库中的其他抗生素链霉菌菌株相似，但发现核苷酸序列略有不同。此外，今年我们成功破坏了抗生素链球菌基因组中的Fur5同源物。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

放線菌の生産するメロテルペノイド生合成に見出された新規窒素代謝に関する研究

放线菌产生的类萜生物合成中发现的新型氮代谢研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
野口智弘; 西山真; 葛山智久
通讯作者：
葛山智久

Cryptic Oxidative Transamination of Hydroxynaphthoquinone in Natural Product Biosynthesis

天然产物生物合成中羟基萘醌的隐秘氧化转氨作用

DOI：
10.1021/jacs.1c13074
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
15
作者：
Noguchi Tomohiro;Isogai Shota;Terada Tohru;Nishiyama Makoto;Kuzuyama Tomohisa
通讯作者：
Kuzuyama Tomohisa

アミノ基転移と酸素による酸化を触媒する新規二機能性PLP依存性酵素の反応機構

一种新型双功能 PLP 依赖性酶催化转氨作用和氧诱导氧化的反应机制