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 スウィンホライドA
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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パブケム CID
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| プロパティ | |
| Ｃ７８Ｈ１３２Ｏ２０ | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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スウィンホリドは、 2倍対称軸を示す二量体42炭素環ポリケチドです。主に海綿動物Theonellaに見られるスウィンホリドは、アクチン骨格を破壊することで細胞毒性と抗真菌活性を発揮します。[1]スウィンホリドは1985年に初めて報告され[2]、その構造と立体化学はそれぞれ1989年[3]と1990年[4]に更新されました。文献には13種類のスウィンホリドが記載されており、ミサキノリド/ビステオネリド[5] 、アンカラホリド[6]、フルゴリドA [7]などの構造が近い化合物が含まれています。スウィンホリドの最高濃度は海綿動物の単細胞細菌画分に見られ、同じく海綿動物に生息する海綿動物画分やシアノバクテリア画分には見られないことから、海綿動物自体ではなく、海綿動物に生息する共生微生物がスウィンホリドを生産しているのではないかと疑われています。 [4] [8] [9]
シアノバクテリアSymploca sp.を含む海洋フィールドサンプルから、スウィンホリドAも文献で報告されています。[6]スウィンホリドの構造類似体であるアンカラホリドも、同じ実験研究でシアノバクテリアGeitlerinema sp.から発見されました。 [6]海綿動物は共生シアノバクテリアを含むさまざまな細菌を宿主とするため、スウィンホリドがどのように生成されるのか疑問に思うことがよくあります。[1]ミサキノリドの生成に関する研究により、トランスATポリケチド合成酵素（PKS）生合成遺伝子クラスターの発見により、ミサキノリドはTheonella共生細菌Candidatus Entotheonellaに起因することが明らかになりました。 [1]これは、スウィンホリドの真の起源が海綿動物に生息する共生細菌であることを示しています。[1]
歴史
シアノバクテリアは、生産する構造的に多様な二次代謝産物のため、幅広い応用範囲を持つことが知られています。 [1]多くの二次代謝産物の中でも、ポリケチドは多くの分野に応用できる重要な生理活性を示しています。たとえば、多くの抗真菌、抗腫瘍、抗生物質ポリケチドが、植物、細菌、真菌に見出されています。[1]ポリケチドの合成はよく知られており、小さなモノマー化合物がマルチドメインPKS複合体上で伸長することによりポリケチドを形成します。[1] PKSは、鎖にマロニル、アシル、または誘導体ユニットを追加することができ、機能性やドメイン構造などの要因に応じてタイプ1～3に分類されます。[1]タイプI PKSには、シスおよびトランスアシルトランスフェラーゼ（トランスAT）PKSが含まれ、シスAT PKSの各セクションは専用のATドメインをコードし、トランスAT PKSにはシスでエンコードされたATドメインの代わりに使用される異なるATがあります。[1]
構造
スウィンホリド、ミサキノリド、ルミナオリドの構造を以下に示す。（図1および図2）。[1]
生合成
スウィンホリド生合成遺伝子クラスター（swi ）は、ミサキノリド生合成クラスター遺伝子に対するBLASTp検索によって単一の骨格上に位置づけられた。これは、これらの化合物の構造が非常に類似しているために選択された。[10]
スウィンホリド生合成遺伝子クラスター（85kb）は、SwiCからSwiGまでを含む5つのPKSタンパク質をコードしています。[1]これには、トランスPKSの特徴であるAT酵素SwiGが含まれます（図3）。[1]
スウィンホリド生合成遺伝子クラスターはトランスAT PKSをコードし、ホルミドライド（phm）、ミスキノライド（mis）、トリトキシン（tto）、ルミナオリド（lum）、およびノスペリン（nsp）遺伝子クラスターと同様にATドメインを統合しません。[1]スウィンホリド生合成遺伝子クラスターは、ttoおよびlum 遺伝子クラスターにも似ています。[1] swiおよびmisクラスターは両方とも、PKS酵素をコードする4つの大きな遺伝子とATタンパク質をコードする遺伝子を含みますが、遺伝子の順序は異なります（図4）。[ 1]
swi 生合成遺伝子クラスターでは、最初の遺伝子であるSwiCが逆鎖上にあり、他の4つの遺伝子は順方向を向いています。[1] mis生合成遺伝子クラスターでは、すべての遺伝子が同じ方向を向いています。[1]これは異なりますが、swi生合成遺伝子クラスターとmis生合成遺伝子クラスターはどちらも同様の触媒ドメインで構成されています。[1]
swi生合成酵素の際立った特徴の 1 つは、ドメイン順序、非伸長ドメイン、および分割モジュールです。[1]これらは、トランス PKS に見られる一般的な特徴です。[1] swiクラスターには、ポリケチド鎖合成の因子ではない4 つの非伸長ケトシンターゼがあります。 [1] 3 つのケトシンターゼは修飾酵素と結合する機能を持ち、4 番目のケトシンターゼは SwiF の末端セクションにあります。 [1 ] swiとmisの違いはわずかです。SwiC タンパク質の中央には 2 つのアシル キャリア タンパク質(ACP) がありますが、MisC タンパク質には 1 つの ACP しかありません (図 4)。[1]
swiとmis は、モノマー構造において、2つの変化するリング構造を持っています。[1] SwiFでは、2番目と3番目のデヒドロターゼ（DH）が並んでいます（図 4）。[1] misでは、同じDH様ドメインが特定されましたが、3番目のDHはピラン合成酵素（PS）であり、misの構造でジヒドロピランリングを作成します。[1] さらに調査したところ、swiの3番目のDHはPSであることが明らかになりました（図3および5）。[1] misにおけるもう1つのリング形成は、MisCの補助酵素またはDHによって触媒されると仮定されました。[1] MisCとSwiCは、類似しているが異なるDHをコードしていますが、ジヒドロピランリング形成における全体的なPSドメインがありません。[1] MisCとSwiCのDHドメインは、特定のモチーフのグリシンが欠けていることがわかりました。 [1]したがって、これは、変化するDHドメインがリング形成に重要な役割を果たしていることを示している可能性があります。[1]
swiとmisの構造上の違いにもかかわらず、構造上の類似点があるにもかかわらず、遺伝子の配列同一性は 73 ～ 85% 異なっていました。[1]サイトフィシン、トリトキシン、およびルミナオリド生合成クラスター遺伝子も、swiおよびmisと高い配列同一性を持っていました。 [1]高い配列同一性があるにもかかわらず、SwiC および MisC タンパク質は、その化学構造が示すように、代替遺伝子クラスターとは異なります (図 1)。[1]
系統解析
スウィンホリド生合成遺伝子クラスターの起源の構造変異は、系統発生研究によって解明されました。[1]トランスエンコードされたATタンパク質の系統樹は、6つの生合成遺伝子クラスターすべてが類似しており、独自のグループを構成していることを示しました。[1]サイトフィシン、ルミナオリド、およびトリトキシンの生合成遺伝子クラスターは、ケトシンターゼドメインに基づいて一緒に配置され、ミサキノリドとスウィンホリドの生合成遺伝子クラスターは独自のカテゴリを構成しました（図5）。[1]
参考文献
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai ajak Humisto A、Jokela J、Liu L、Wahlsten M、Wang H、Permi P、Machado JP、Antunes A、Fewer DP、Sivonen K (2017 年 11 月)。 「ノストック sp. UHCC 0450」。応用および環境微生物学。84 (3): e02321–17。土井：10.1128/AEM.02321-17。PMC 5772238。PMID 29150506。
- ^ Carmely S, Kashman Y (1985年1月). 「海綿動物由来の新規マクロライド、スウィンホライド-aの構造」. Tetrahedron Letters . 26 (4): 511–514. doi :10.1016/s0040-4039(00)61925-1.
- ^ 小林正之、田中治、香取孝、松浦正之、北川一（1989年1月）。「沖縄海綿動物由来の強力な細胞毒性マクロライド、スウィンホライドAの構造」。テトラヘドロンレターズ。30 （22）：2963–2966。doi ：10.1016/s0040-4039（00）99170-6。
- ^ ab 北川 功、小林 正之、香取 孝、山下 正之、田中 淳、土井 正之、石田 孝 (1990 年 4 月)。「沖縄の海綿動物 Theonella swinhoei 由来の強力な細胞毒性マクロライドであるスウィンホライド A の絶対立体構造」。アメリカ化学会誌。112 (9): 3710–2。doi :10.1021/ja00165a094。
- ^ Sakai R, Higa T, Kashman Y (1986年9月). 「ミサキノリド-A、海綿動物Theonella属由来の抗腫瘍性マクロライド」.化学レター. 15 (9): 1499–1502. doi :10.1246/cl.1986.1499.
- ^ abc Andrianasolo EH、Gross H、Goeger D、Musafija-Girt M、McPhail K、Leal RM、Mooberry SL、Gerwick WH (2005 年 3 月)。「海洋シアノバクテリアの 2 つのフィールドコレクションからのスウィンホリド A および関連するグリコシル化誘導体の分離」。Organic Letters。7 ( 7 ) : 1375–8。doi :10.1021/ol050188x。PMID 15787510 。
- ^ Youssef DT、 Mooberry SL (2006 年 1 月)。「紅海の海綿動物 Theonella swinhoei 由来の強力なアクチンマイクロフィラメント破壊剤、Hurghadolide A および swinholide I」。Journal of Natural Products。69 (1): 154–7。doi :10.1021/np050404a。PMID 16441091 。
- ^ 塚本 誠、石橋 正之、佐々木 剛、小林 淳 (1991)。「沖縄海綿動物 Theonella sp. 由来のスウィンホリド類の新同族体」。Journal of the Chemical Society、Perkin Transactions 1 (12): 3185–8。doi :10.1039/p19910003185。
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- ^ 上岡 R、ユリア AR、ライター S、森 T、カルバウム P、ピーターズ EE、ヘルフリッヒ EJ、森中 BI、ガガー M、竹山 H、松永 S、ピール J (2015 年 9 月)。 「多様な生物由来のアクチン結合ポリケチドの代謝的および進化的起源」。自然のケミカルバイオロジー。11 (9): 705–12。土居：10.1038/nchembio.1870。PMC 7116039。PMID 26236936。