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. 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…

  2. 人工知能であらゆる疾患の治療薬を見つける方法を開…

    〜 新型コロナウイルス(含デルタ株)治療薬候補の発見に成功 〜 ※注…

  3. 進行肺がん複合免疫療法における新規治療予測効果因…

    〜 血漿中の傷害関連分子パターン(DAMP)分子解析 〜 免疫チェッ…

  4. 実際に受けたトラウマとは異なる状況でも恐怖を感じ…

    ~ 増加が懸念されるPTSDの新たな薬物療法の開発に期待 ~ ポイント…

  5. GAPPSにおける胃癌発生に関わる遺伝子変異の解…

    九州大学別府病院三森 功士 教授ポイント・GAPPSは、遺伝的に…

  6. 《1/30開催》九大臨床遺伝セミナー「ゲノムに教…

    「ゲノムに教えてもらう遺伝のこと~遺伝性腫瘍の10万人規模のゲノム解析~…

  7. 《8/29開催》九大発イノベーション・トーク(九…

    ぜひこの機会に九州大学の今と未来をご体感くださいこのイベントでは、九…

  8. 老化した細胞が鉄で死なない仕組みを解明

    〜リソソームの酸性度が細胞死の鍵を握る〜工学研究院佐久間 臣耶 准教…