線状プラスミドpSLA2-Lにコードされた二次代謝遺伝子群の機能解析とその応用

线性质粒pSLA2-L编码的次级代谢基因的功能分析及其应用

• 批准号: 17019049
• 负责人: 木梨 陽康
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17019049/
• 关键词: 放線菌; 線状プラスミド; ランカマイシン; P450; γ-butyrolactone; TetR型リセプター; ジャガイモそうか病; pathogenic island

ランカマイシン生合成のスターターおよび水酸化機構を明らかにするため、重水素化イソロイシンの取り込みおよび2つのP450 hydroxylase遺伝子の破壊を行った。その結果、イソロイシンが2-methylbutyric acidに酸化されて取り込まれた後、15位の水酸化、続いて8位の水酸化が起こることが明らかになった。pSLA2-L上にコードされた多くの制御遺伝子の機能を明らかにするため、様々な遺伝子破壊株を作製しphenotypeを調べた。その結果、afsA homologueであるsrrX(orf85)が関与するγ-butyrolactone(GB)はランカサイジンおよびランカマイシン生産を正に、胞子形成を負に制御することが分かった。GBリセプターSrrA(Orf82)はGBとは全く逆に作用し、もう一つのTetR型リセプターSrrC(Orf74)は胞子形成を正に制御し、抗生物質生産には影響を与えなかった。一方、srrB(orf79)の破壊株は両抗生物質を大量生産し、胞子も正常に形成した。さらに、SARP遺伝子srrY(orf75)の破壊株は抗生物質も胞子も作らなくなった。このような極めて複雑な制御カスケードの全貌を明らかにするため、転写解析を含めて総合的な解析を行っている。S.scabiesはジャガイモそうか病を引き起こすが、それにはthaxtomin生合成遺伝子txtABに加えてnec1,tomAなどの遺伝子が関与している。これらの遺伝子はpathogenic islandを形成して他の菌株に転移する。PFGEを用いて解析したところ、イランで採取したS3,S7株から約200kbの巨大線状プラスミドが見つかった。後者のプラスミドを接合によってS.lividansに転移させたところ病原性を獲得した。標準株からも線状プラスミドが見つかり、その病原性への関与が強く示唆された。

为了阐明兰卡霉素生物合成的起始剂和羟基化机制，我们掺入了氘化异亮氨酸并破坏了两个 P450 羟化酶基因。结果表明，异亮氨酸被氧化成2-甲基丁酸并掺入后，首先在15位发生羟基化，随后在8位发生羟基化。为了阐明 pSLA2-L 上编码的许多调控基因的功能，我们创建了各种基因破坏的菌株并研究了它们的表型。结果发现，与 afsA 同源物 srrX(orf85) 相关的 γ-丁内酯 (GB) 正向调节兰卡西丁和兰卡霉素的产生，并负向调节孢子形成。 GB 受体 SrrA (Orf82) 的作用与 GB 完全相反，另一种 TetR 型受体 SrrC (Orf74) 正向调节孢子形成，对抗生素产生没有影响。另一方面，srrB(orf79) 破坏体产生大量抗生素并正常形成孢子。此外，SARP 基因 srrY (orf75) 破坏的菌株不再产生抗生素或孢子。为了阐明这一极其复杂的调控级联的全貌，我们正在进行包括转录分析在内的全面分析。疥疮葡萄球菌引起马铃薯疮痂病，除 thaxtomin 生物合成基因 txtAB 外，还涉及 nec1 和 tomA 等基因。这些基因形成致病岛并转移到其他菌株中。使用PFGE分析时，在伊朗收集的S3和S7菌株中发现了约200kb的巨大线性质粒。当后一个质粒通过接合转移至变青链球菌时，它获得了致病性。在标准菌株中还发现了线性质粒，强烈表明其与致病性有关。

项目成果

Analysis of the loading and hydroxylation steps of lankamycin biosynthesis in Streptomyces rochei

罗氏链霉菌中兰卡霉素生物合成的加载和羟基化步骤分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 50(in press)
• 作者: Arakawa;T.;Kodama;K.;Tatsuno;S.;Ide;S.;Kinashi;H.
• 通讯作者: H.

遺伝子破壊による抗生物質生産微生物の生産方法およびこれを用いて得られる抗生物質生産微生物、並びに抗生物質代謝中間体の生産方法

通过基因破坏生产抗生素生产微生物的方法、使用该方法获得的抗生素生产微生物以及生产抗生素代谢中间体的方法

• 发表时间: 2006

Cyclization mechanism for the synthesis of macrocyclic antibiotic lankacidin in Streptomyces rochei

• DOI: 10.1016/j.chembiol.2005.01.009
• 发表时间: 2005-02-01
• 期刊: CHEMISTRY & BIOLOGY
• 作者: Arakawa, K;Sugino, F;Kinashi, H
• 通讯作者: Kinashi, H