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J-GLOBAL ID：201802268038338625   整理番号：18A0966425

二次代謝からの細菌酵素の動員と機能スペクトルの評価【JST・京大機械翻訳】

Assessing in silico the recruitment and functional spectrum of bacterial enzymes from secondary metabolism

著者 (4件)： Veprinskiy Valery (Faculty of Mathematics and Computer Science, University of Hagen, Hagen, Germany) ,  Heizinger Leonhard (Institute of Biophysics and Physical Biochemistry, University of Regensburg, Regensburg, Germany) ,  Plach Maximilian G. (Institute of Biophysics and Physical Biochemistry, University of Regensburg, Regensburg, Germany) ,  Merkl Rainer (Institute of Biophysics and Physical Biochemistry, University of Regensburg, Regensburg, Germany)
資料名： BMC Evolutionary Biology (Web)  (BMC Evolutionary Biology (Web))
巻： 17  号： 1  ページ： 36  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7052A  ISSN： 1471-2148  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】微生物,植物,および菌類は,豊富な化学的多様性を示す膨大な数の代謝産物を合成する。高レベル分類のために,代謝は一次(PM)と二次(SM)代謝に細分される。Sm生成物はしばしば生物の生存に必須ではなく,SM酵素はPM同族体に由来すると一般に仮定されている。【結果】著者らは,真正細菌PMおよびSM酵素の進化的関係および機能を評価することを望んだ。このように,著者らはMIBiGデータセットから1010生合成遺伝子クラスタ(BGC)の含有量を分析した。コードされた細菌酵素はSMの代表として役立った。BGCを持たないと知られている15の細菌ゲノムの含有量はPMの表現として役立った。酵素をそれらのEC数とこれらの酵素機能に分類し,頻度を測定した。PMにおいて,PM/SM頻度の比較は,PMにおけるヒドロラーゼ(ECクラス3)およびリガーゼ(ECクラス6)およびSMにおけるオキシドレダクターゼ(ECクラス1)およびリアーゼ(ECクラス4)に対する一定の選択性を示した。BLAST検索に基づいて,著者らはPM/SM同族体の対とそれらの機能的多様性を決定した。オキシドレダクターゼ,トランスフェラーゼ(ECクラス2),リアーゼ及びイソメラーゼ(ECクラス5)は密接に相互連結したネットワークを形成し,多くの蛋白質折畳みがPM及びSMにおける異なる機能に適応できることを示した。対照的に,ヒドロラーゼ及び特にリガーゼの機能的多様性はPM及びSMにおいて有意に制限された。PM/SM同族体の最も直接的な比較のために,各BGCに対して制限し,ゲノムの含有量に対する探索を行った。各相同ヒットに対して,代謝経路に対するゲノム近傍の寄与を,KEGGと相互連結したBGC特異的html-ページにおいて要約した。このデータセットは,https:/www.bioinf.ur.deからダウンロードすることができる。結論:少数の反応化学は細菌SMにおいて過剰発現され,BGCに存在する酵素機能の少なくとも55%はPM同族体を有する。多くのSM酵素はPMにおいて発生し,自然はPMとSMの両方において新しい機能を確立するために同様に酵素の進化性を利用した。PM酵素をSM同族体に相互変換する進化経路の解明を目的とした将来の研究は,著者らのBGC特異的アノテーションから利益を得ることができる。Copyright 2018 The Author(s). All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 代謝経路 ,  ネットワーク ,  *代謝 ,  生合成 ,  オキシドレダクターゼ ,  ヒドロラーゼ ,  リガーゼ ,  リアーゼ ,  *細菌 ,  ゲノム ,  *酵素 ,  代謝産物 ,  イソメラーゼ
準シソーラス用語： 過剰発現 ,  遺伝子クラスタ , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 一次代謝 ,  二次代謝 ,  酵素の進化 ,  酵素設計

分類 (2件)： 植物の生化学  (EH01050J) ,  代謝と栄養  (EG03054K)

引用文献 (41件)：

• Du Bois-Reymond’s Archiv/Arch Anat Physiol Physiol Abt.; Über die chemische Zusammensetzung der Zelle; A Kossel; 8; 1891; 181-89; CR1;
• Adv Biochem Eng Biotechnol; The natural functions of secondary metabolites; AL Demain, A Fang; 69; 2000; 1-39; CR2;
• Science; Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems; L Cong, FA Ran, D Cox, S Lin, R Barretto, N Habib, PD Hsu, X Wu, W Jiang, LA Marraffini; 339; 6121; 2013; 819-823; 10.1126/science.1231143; CR3;
• Front Microbiol; Secondary metabolism. An unlimited foundation for synthetic biology; AL Leitão, FJ Enguita; 6; 2015; 1562; CR4;
• Nat Chem Biol; Minimum information about a biosynthetic gene cluster; MH Medema, R Kottmann, P Yilmaz, M Cummings, JB Biggins, K Blin, I de Bruijn, YH Chooi, J Claesen, RC Coates; 11; 9; 2015; 625-631; 10.1038/nchembio.1890; CR5;

タイトルに関連する用語 (5件)： 二次代謝 ,  細菌 ,  酵素 ,  スペクトル ,  評価