スルホンアミド骨格を形成する新規酸化酵素の発見 ～多段階酸化酵素によるアミノ酸由来天然物の新奇骨格形成～ 研究成果

　 東京大学薬学系研究科の胡志娟大学院生、淡川孝義講師、阿部郁朗教授らの研究グループはsulfoneamide、6-azatetrahydroindaneを持つ新奇骨格アルカロイドの生合成酵素を同定し、詳細なin vitro反応解析を行うことによって、システインからの二段階酸化反応を含む複数反応を触媒する新規多機能型酸化酵素の同定に成功しました。

　本研究成果は2019年1月14日付でNature Communications (オンライン版)に掲載されました。

発表概要

　 天然由来のアルカロイドはヘテロ原子同士の結合を含むものが数多く存在し、それらの生合成からは新規骨格形成酵素の発掘が期待されます。sulfoneamide、6-azatetrahydroindane骨格を含むaltemicidin、SB-203208化合物は抗腫瘍活性、抗微生物活性を持つ細菌由来抗生物質として知られていました。本研究グループは、これらの化合物の生合成酵素遺伝子を見出し、これらの中の一つの酸化酵素によって、L-cysteineから二段階の酸化を経て、S-N結合を含む2-sulfamoylacetic acid形成までが触媒されることを示しました。一段階目の脱炭酸と連携した一酸素原子添加反応は硫黄原子の反応性を活かした、前例のない新規性の高い反応でした。今後、本研究の結果を元に、天然のS-N結合化合物の骨格形成反応の解明と多段化酸化酵素を用いた物質生産への応用研究が発展し、創薬研究に大きく貢献することが期待されます。
　本研究成果は、安価で豊富な炭素資源を価値の高い分子へと効率的にアップグレードする化学プロセスへの応用が期待されます。

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