Streptomyces tsukubaensisの比較プロテオーム分析とメタボロミック分析は、大豆油に供給することにより、FK506過剰生産の代謝メカニズムを明らかにしています。

FK506（Tacrolimus）は、強力な免疫抑制活性を備えた23メンバーのポリケチドマクロライドです。この研究では、Streptomyces tsukubaensisの発酵培養に大豆油を供給してFK506生産を88.8％改善しました。過剰生産メカニズムを解読するために、比較プロテオミクスとメタボロミック分析を実施しました。2次元ゲル電気泳動（2-DE）に異なる発現を持つ合計72のタンパク質スポットは、マトリックス支援レーザー脱着/イオン化時間/飛行時間/飛行時間質量分析（MALDI-TOF/TOF）によって同定されました。-ms）、および66個の細胞内代謝物を、ガスクロマトグラフィマス分光計（GC-MS）によって測定しました。プロテオームとメタボロームの分析は、補足炭素源として大豆油を供給することがFK506前駆体代謝とエネルギー代謝を強化するだけでなく、転写調節、翻訳、ストレス反応に関連する経路を調整し、細胞内代謝環境のより良い細胞内代謝環境を示唆することを示しています。FK506の合成。これらの分析に基づいて、FK506の20の主要な代謝物と前駆体を大豆油培地に補充しました。その中で、リジン、クエン酸、シキミ酸、マロン酸は、FK506の生産とバイオマスを促進するために優れた機能を果たしました。特に、マロン酸を添加すると、最高のFK506生産が達成されました。これは、大豆オイル培地で1.56倍、初期培地で3.05倍でした。このレポートは、S。tsukubaensisに適用された比較プロテオミクスとメタボロミクスに関する最初の包括的な研究を表しており、FK506生産をさらに強化するための合理的なガイダンスです。

FK506 (tacrolimus) is a 23-membered polyketide macrolide that possesses powerful immunosuppressant activity. In this study, feeding soybean oil into the fermentation culture of Streptomyces tsukubaensis improved FK506 production by 88.8%. To decipher the overproduction mechanism, comparative proteomic and metabolomic analysis was carried out. A total of 72 protein spots with differential expression in the two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) were identified by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight/time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/TOF-MS), and 66 intracellular metabolites were measured by gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS). The analysis of proteome and metabolome indicated that feeding soybean oil as a supplementary carbon source could not only strengthen the FK506 precursor metabolism and energy metabolism but also tune the pathways related to transcriptional regulation, translation, and stress response, suggesting a better intracellular metabolic environment for the synthesis of FK506. Based on these analyses, 20 key metabolites and precursors of FK506 were supplemented into the soybean oil medium. Among them, lysine, citric acid, shikimic acid, and malonic acid performed excellently for promoting the FK506 production and biomass. Especially, the addition of malonic acid achieved the highest FK506 production, which was 1.56-fold of that in soybean oil medium and 3.05-fold of that in initial medium. This report represented the first comprehensive study on the comparative proteomics and metabolomics applied in S. tsukubaensis, and it would be a rational guidance to further strengthen the FK506 production.