霊芝メロテルペノイド薬用有効成分の生合成研究

灵芝类萜药用活性成分的生物合成研究

• 批准号: 16F16410
• 负责人: 阿部 郁朗
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-10-07 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16410/
• 关键词: 生合成; 酵素; 遺伝子; 反応機構; 物質生産

本研究では、メロテルペノイドの生合成マシナリーの精密機能解析と物質生産を主たる目的とした。漢方薬霊芝として利用される、担子菌Ganodermaに特徴的な、極めて新奇で複雑な骨格を有する生理活性メロテルペノイドの生合成研究に着手した。まず、生産菌のドラフトゲノム配列の解読により、候補となる生合成遺伝子クラスターを探索し、数種のP450酵素を含む生合成経路を確立と物質生産系の構築をめざした。現在継続進行中。同時に、各種重要な生物活性を示す一連のインドールアルカロイドの生合成研究にも着手し、ハパインドール骨格構築の鍵となるプレニル転移酵素AmbP1, AmbP3のＸ線結晶構造解析にも取り組んだ。大腸菌に発現、精製した組み換え酵素の結晶構造解析により、２オングストロームの分解能で酵素立体構造の取得に成功した。関連酵素との構造の比較、立体構造に基づく部位特異的変異の導入などにより、活性部位を構成するアミノ酸残基を同定し、酵素反応機構、および、構造機能相関の解明に成功した。研究成果を印刷公表した。

本研究的主要目标是类萜生物合成机械和材料生产的精确功能分析。我们开始研究生物活性类萜的生物合成，这种类萜具有极其新颖和复杂的骨架，是担子菌灵芝的特征，被用作草药灵芝。首先，我们通过解码生产细菌的基因组草图序列来寻找候选生物合成基因簇，旨在建立涉及多种P450酶的生物合成途径并构建物质生产系统。目前正在进行中。同时，我们开始研究一系列具有多种重要生物活性的吲哚生物碱的生物合成，并对构建hapindol骨架的关键异戊烯基转移酶AmbP1和AmbP3进行X射线晶体结构分析。通过对大肠杆菌中表达纯化的重组酶进行晶体结构分析，我们成功获得了该酶分辨率为2埃的三维结构。通过与相关酶的结构比较，并基于三维结构引入位点特异性突变，我们鉴定了构成活性位点的氨基酸残基，并成功阐明了酶的反应机制和结构功能关系。研究结果以印刷品发表。

项目成果

University of Pittsburgh(米国)

匹兹堡大学（美国）