Lechevalieria aerocolonigenes ATCC 39243からのレベカマイシンの生合成遺伝子クラスターの特性評価

Lechevalieria aerocolonigenes ATCC 39243のインドロカルバゾール抗生物質であるレベカマイシンの生合成遺伝子クラスターには11のORFがあります。彼らの機能を明確にするために、REBG、REBD、REBC、REBP、REBM、REBR、REBH、REBT、またはORFD2を破壊したミュータントを構築し、遺伝子産物を調べました。REBP破壊者は、生体変換実験により生合成中間体であることがわかった11,11'-ジクロロクロモピルロール酸を産生しました。他の遺伝子は、N-グリコシルトランスフェラーゼ（REBG）、モノオキシゲナーゼ（REBC）、メチルトランスフェラーゼ（REBM）、転写活性化因子（REBR）、およびハロゲナーゼ（REBH）をコードしました。Rebt破壊者は野生株と同じくらいレベッカマイシンを生成したため、Rebtはおそらくレベカマイシンの産生に関与していませんでした。別のインドロカルバゾール抗生物質であるスタウロスポリンの生合成遺伝子は、Streptomyces sp。からクローン化されました。TP-A0274。STAO、STAD、およびSTAPは、それぞれREBO、REBD、およびREBPに類似していましたが、それらはすべてインドロカルバゾールの生合成の原因ですが、PiroleリングのC-7部位を酸化する推定酵素をコードするREBCホモログは、スタウロスポリン生合成遺伝子クラスター。これらの結果は、インドロカルバゾールがカップリングによってトリプトファンの2つの分子から生成されたクロモピルロール酸（レベカマイシンの11,11'-ジクロロクロモピルロール酸）の酸化的脱炭酸塩によって構築され、C-7位置での酸化状態が追加の酵素に依存することを示唆しています。）生合成遺伝子によってエンコードされています。

The biosynthetic gene cluster for rebeccamycin, an indolocarbazole antibiotic, from Lechevalieria aerocolonigenes ATCC 39243 has 11 ORFs. To clarify their functions, mutants with rebG, rebD, rebC, rebP, rebM, rebR, rebH, rebT, or orfD2 disrupted were constructed, and the gene products were examined. rebP disruptants produced 11,11'-dichlorochromopyrrolic acid, found to be a biosynthetic intermediate by a bioconversion experiment. Other genes encoded N-glycosyltransferase (rebG), monooxygenase (rebC), methyltransferase (rebM), a transcriptional activator (rebR), and halogenase (rebH). rebT disruptants produced rebeccamycin as much as the wild strain, so rebT was probably not involved in rebeccamycin production. Biosynthetic genes of staurosporine, an another indolocarbazole antibiotic, were cloned from Streptomyces sp. TP-A0274. staO, staD, and staP were similar to rebO, rebD, and rebP, respectively, all of which are responsible for indolocarbazole biosynthesis, But a rebC homolog, encoding a putative enzyme oxidizing the C-7 site of pyrrole rings, was not found in the staurosporine biosynthetic gene cluster. These results suggest that indolocarbazole is constructed by oxidative decarboxylation of chromopyrrolic acid (11,11'-dichlorochromopyrrolic acid in rebeccamycin) generated from two molecules of tryptophan by coupling and that the oxidation state at the C-7 position depends on the additional enzyme(s) encoded by the biosynthetic genes.