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生化学:2つの低分子チオールの代謝的連係がリンコマイシンA生合成を方向付ける

Nature 518, 7537 doi: 10.1038/nature14137

生物で見られる低分子量チオールは、内因性や外因性の多様なストレスに対する防御で酸化還元に関連する役割を担っていることがよく知られている。真核生物およびグラム陰性細菌での主要なチオールは、システイニル含有トリペプチドのグルタチオン(GSH)である。これとは対照的に、抗生物質を産生する放線菌や病原性マイコバクテリアなどが含まれるグラム陽性放線菌門では、システイニル含有疑似二糖であるマイコチオール(MSH)が主要なチオールである。多数の生化学過程で、MSHは補因子として、あるいは基質としてGSHと等価と見なされているが、これらの生化学過程の大部分は詳しい性質が分かっておらず、それは主としてMSH依存性タンパク質についての情報が不足しているからである。放線菌は、また別のチオールであるエルゴチオネイン(EGT)も産生でき、これはヒスチジンベタイン誘導体で、植物や動物によって広く吸収されて、さまざまな生理活性に関わっている。しかし、酵素反応へのEGTの関与はこれまで報告されていない。本論文では、細菌の2種のチオールであるMSHとEGTのこれまで知られていなかった共役が、リンコマイシンAの生合成で分子構造の構築に関わっていることを報告する。硫黄含有リンコサミド(C8糖)であるリンコマイシンAは、半世紀にわたってグラム陽性細菌感染の治療に広く使用されてきた抗生物質である。EGTは担体として働いて分子組み立ての鋳型となっており、MSHはチオール交換後のリンコマイシン成熟に関わる硫黄のドナーである。これらのチオールは、2つのまれなS-グリコシル化を介して機能し、リンコサミドの移行、活性化および修飾をセットする。これは、EGTに関連する生化学過程、またほとんど解明されていなかったMSH依存性の化合物生体内変換についての初めての枠組みとなるもので、新たに報告されたこのモデルは、生命に必須の元素で、生物系に広く存在する硫黄の取り込みに共通であろうと考えられる。

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