硫黄含有天然物に硫黄原子が取り込まれる仕組み

〜鉄硫黄クラスターを使って有機硫黄化合物を合成する酵素の発見〜

高等研究院
牛丸 理一郎 准教授

ポイント

・抗生物質活性を示す硫黄含有天然物アルボマイシンの生合成過程において、硫黄が取り込まれる分子機構を解明しました。
・アルボマイシンの生合成に関わる酵素が、自身に結合する鉄硫黄クラスターを硫黄供与源として有機硫黄化合物を合成することを明らかにしました。
・今後は有用生物活性を示す新たな硫黄含有天然物の発見を通し、創薬分野への応用が期待されます

概要

九州大学高等研究院の牛丸理一郎准教授と東京大学大学院薬学系研究科の森貴裕准教授、阿部郁朗教授らの研究グループは、テキサス大学オースティン校化学科のHung-wen Liu教授、カーネギーメロン大学化学科のYisong Guo准教授らと共同して、強力な抗生物質活性を示す硫黄含有天然物アルボマイシンの生合成過程において硫黄挿入反応を触媒する新規酵素を同定し、鉄硫黄クラスター(注1)を硫黄供与源とする新たな化学反応機構を解明しました。

本研究ではアルボマイシン生産菌の遺伝学的解析や生合成酵素の生化学的解析に加え、硫黄挿入酵素に結合する鉄硫黄クラスターの性質をX線結晶構造解析(注2)とスペクトル解析を用いて総合的に精査し、生物活性天然物の生合成経路において新たな硫黄導入分子機構を解明しました。

今回の成果により、新規硫黄含有天然物の発見や硫黄挿入生体触媒の開発といった創薬分野への応用が期待されます。

本研究成果は雑誌「Nature Catalysis」に2025年7月15日(火)午後6時(日本時間)に掲載されました。

用語解説

(注1)鉄硫黄クラスター
複数の鉄と硫黄が結合して形成される補因子(金属クラスター)です。多くの酵素が補因子として鉄硫黄クラスターを持ち、電子伝達などの反応に関わります。

(注2)X線結晶構造解析
物質の3次元構造を知る手法の1つです。酵素タンパクなどを結晶化し、散乱されたX 線を観測することで、物質の中の電子の分布を知ることができます。

詳細

本件の詳細についてはこちら

お問合せ先

高等研究院 牛丸理一郎 准教授

《8/23開催》第21回市民公開講座「患者さんと考える明日への医療」 ~腎臓病と研究への患者・市民参画をテーマに 医師の立場から・患者の立場から~

《7/23開催》第196回アジア・オセアニア研究教育機構(Q-AOS)Brown Bag Seminar Series「安全と健康を着る -スマート衣服を活用した体調評価指標の開発-」

関連記事

  1. 生命現象中の細胞膜の脂質秩序を連続観察できる蛍光…

    ~細胞接着やがん、線維症など病態の解明に光~ポイント・細胞脂質の…

  2. AI 技術で新型コロナウイルスの進化メカニズムを…

     ~ウイルスの進化予測を踏まえた感染症対策の第一歩 ~ ポイント…

  3. 第79回アジア・オセアニア研究教育機(Q-AOS…

    総合理工学研究院村田 亜沙子 准教授九州大学アジア・オセアニア研…

  4. 酸素プラズマにより水中に溶存した重金属イオンを沈…

    〜 持続的で低コストな水処理技術の実現に期待 〜 九州大学大学院総合…

  5. ドラッグリポジショニングによる 希少疾患に対する…

    九州大学病院 ARO 次世代医療センター特任講師 有馬 充九州大…

  6. 歯科インプラント治療の現状と未来(第67回 Q-…

    歯学研究院 口腔機能修復学講座教授 鮎川 保則九州大学アジア・オ…

  7. 老化細胞を選択的に除去するGLS1阻害剤が加齢現…

    老化細胞を選択的に除去するGLS1阻害剤が加齢現象・老年病・生活習慣病を改善…

  8. 九州大学COI持続的共進化地域創成拠点シンポジウ…

    九州大学COI持続的共進化地域創成拠点シンポジウムー最終成果報告会ー…