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触媒能力を强化したクロトニル颁辞础カルボキシラーゼ/リダクターゼを利用した炭素骨格の改変方法
触媒能力を强化したクロトニル颁辞础カルボキシラーゼ/リダクターゼは、通常ならば付与することのできない构造にまでカルボン酸基を付与することができるようになり、ポリケタイド类の新たな构成材料として活用される。
© 2015 Ikuro Abe.

东京大学大学院薬学系研究科の张驪駻大学院生と阿部郁朗教授らの研究グループは、抗生物质アンチマイシンを生合成する过程で、アンチマイシンのポリケタイド骨格を合理的に改変する生合成手法を开発しました。本成果は自然界には见られない非天然化合物を生物内で生产する技术への道を开くものであり、医薬品合成の新たな手法となることが期待されます。

医薬品の合成はこれまでほとんどが人工的に化合物を作る有机合成によって行われてきましたが、近年酵素や微生物の発酵生产などの生合成を用いて有用物质を生产する「合成生物学」が注目を集めています。しかしながら、思い通りに设计した分子を生合成する手法は未だ限られているため、分子の自由な设计を可能にする方法论を确立することが课题です。

同研究グループは、ポリケタイド类である抗生物质アンチマイシンを生合成する过程で芳香环构造をアンチマイシンの炭素骨格に直接导入することに成功しました。アンチマイシンの炭素骨格を构成する材料を供给しているクロトニル颁辞础カルボキシラーゼ/リダクターゼに着目し、この酵素の触媒能力を强化しました。その结果、天然のポリケタイド类には见られない置换基を持った炭素骨格の构成材料を供给できるようになることがわかりました。さらにアンチマイシンの生合成経路に触媒能力を强化したクロトニル颁辞础カルボキシラーゼ/リダクターゼを组み込むことで、芳香环を含む新规な炭素骨格を持った非天然型の化合物が合成されることを示しました。

「アンチマイシンのような天然の化合物の生合成では、生物が共通した仕组みを用いて多様な分子を生み出していることが特徴の一つです。そのため、本研究で开発した技术は理论上多くの天然化合物の生合成に応用可能です」と阿部教授は话します。合成が困难な天然化合物の构造を操作できるような技术は、利用できる天然化合物の多様性が一层広がることにつながり、本技术は医薬品开発の新たな手法となることが期待されます。

论文情报

Lihan Zhang, Takahiro Mori, Qingfei Zheng, Takayoshi Awakawa, Wen Liu, Ikuro Abe, "Rational Control of Polyketide Extender Units by Structure-based Engineering of a Crotonyl-CoA Carboxylase/Reductase in Antimycin Biosynthesis", Angewandte Chemie International Edition Online Edition: 2015/9/10 (Japan time), doi:10.1002/ange.201506899.
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