乱交用微生物プレニルトランスフェラーゼを使用した酵母におけるプレニル化ナリンゲニンの合成産生

微生物におけるフラボノイド生合成経路とプレニルトランスフェラーゼ（PTS）を使用したプレニルフラボノイドの再構成は、植物ベースの生産または化学合成の有望な魅力的な代替手段になります。ここでは、乱雑な微生物PTSが、統治特異的ではあるがほとんど正体不明の植物PTの代替であることを実証します。ナリンゲニンのプレニル化をテストするために、ナリンゲニン生合成経路の成分をコードする6つの外因性遺伝子のゲノム統合により、L-フェニルアラニンからナリンゲニンを生成できる酵母株を構築しました。このプラットフォーム株を使用して、さまざまな微生物PTSがプレニルナリンンジン産生についてテストされました。in vitroスクリーニングは、真菌のアナプ（トリプトファンジメチルアリルトランスフェラーゼファミリーのメンバー）が特異的にナリンゲニンのC-3 'プレニル化を特異的に触媒したのに対し、特に触媒されたC-8プレニル化を特異的に触媒したSFN8DT-1が触媒されることを実証しました。in vivoでは、微生物のアナプスを発現するナリンゲニン産生株は、植物SFN8DT-1を使用した8-プレニルナリンゲニン（8-PN）のin vivo産生（8-PN）のin vivo産生とは対照的に、3'-プレニルナリンシニン（3'-PN）の異種微生物産生を示しました。これらの発見は、よく知られているプレニルナリンゲニンや新規プレニルフラボノイドを含む、さまざまなプレニル化化合物の産生を拡大するための戦略を提供します。また、これらの結果は、既知および未確認の両方で、植物PTSを、プレニル基伝達の比較的厳格な統合性を示す機会を示唆しています。

Reconstitution of prenylflavonoids using the flavonoid biosynthetic pathway and prenyltransferases (PTs) in microbes can be a promising attractive alternative to plant-based production or chemical synthesis. Here, we demonstrate that promiscuous microbial PTs can be a substitute for regiospecific but mostly unidentified botanical PTs. To test the prenylations of naringenin, we constructed a yeast strain capable of producing naringenin from l-phenylalanine by genomic integration of six exogenous genes encoding components of the naringenin biosynthetic pathway. Using this platform strain, various microbial PTs were tested for prenylnaringenin production. In vitro screening demonstrated that the fungal AnaPT (a member of the tryptophan dimethylallyltransferase family) specifically catalyzed C-3' prenylation of naringenin, whereas SfN8DT-1, a botanical PT, specifically catalyzed C-8 prenylation. In vivo, the naringenin-producing strain expressing the microbial AnaPT exhibited heterologous microbial production of 3'-prenylnaringenin (3'-PN), in contrast to the previously reported in vivo production of 8-prenylnaringenin (8-PN) using the botanical SfN8DT-1. These findings provide strategies towards expanding the production of a variety of prenylated compounds, including well-known prenylnaringenins and novel prenylflavonoids. These results also suggest the opportunity for substituting botanical PTs, both known and unidentified, that display relatively strict regiospecificity of the prenyl group transfer.