ヤロウィア・リポリティカにおける天然および工学的非リボソームペプチド合成酵素を用いたシノリンおよびマイコスポリン–グリシン–アラニンの効率的生産

マイコスポリン様アミノ酸（MAAs）は、紫外線を吸収する代謝産物であり、主に海洋生物に見られる光保護および薬理学的な利点が認められています。自然源からの抽出効率が低いため、異種宿主を用いた微生物合成が魅力的な代替手段となっています。二置換型MAAs、例えばシノリン、ポルフィラ-334、マイコスポリン-2-グリシンは、マイコスポリン-グリシン（MG）にセリン、スレオニン、またはグリシンを結合させることによって合成され、この反応はd-Ala-d-Alaリガーゼホモログ（MysD）または非リボソームペプチド合成酵素（MysE）によって触媒されます。MysD酵素は基質の多様性により多様な副産物を生成することが多い一方で、MysEはより高い基質特異性を示しますが、これまでに生化学的に特性が明らかにされたのはセリン特異的なMysEのみです。本研究では、アナベナ・バリアビリスのmysE（Av.mysE）を発現させることにより、ヤロウィア・リポリティカにおけるシノリンの生産を向上させました。機能的発現には、サッカロミセス・セレビシエの中には存在しないがY. lipolyticaに固有のホスホパンテテイン転移酵素（PPTase）の共発現が必要でした。A. variabilisのPPTaseは、両方の宿主においてMysEの活性をサポートしました。さらに、MysEのアデニル化ドメインを改変し、特異性をセリンからアラニンに変更することで、MG-アラニンの新規合成を可能にしました。これは、これまでMysDの副産物としてのみ検出されていた希少なMAAです。これらの発見は、MAAの多様性を拡大し、新しい日焼け止め化合物の持続可能な微生物生産を進展させるためのMysE工学の有用性を示しています。

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