抄録/ポイント：
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ABSTRACT Side鎖含有ステロイドは生物分解に持続する生体膜の遍在成分である。好気性,ステロイド分解細菌は,イソプレノイド側鎖と四環ステラン環開裂のためのオキシゲナーゼを使用する。対照的に,ジメチルスルホキシド(DMSO)レダクターゼファミリーのMo含有ステロイドC-25デヒドロゲナーゼ(S25DH)は,嫌気性,コレステロール分解細菌Sterolibacterium脱窒菌における三次C-25の酸素非依存性ヒドロキシル化を触媒する。そのゲノムは推定S25DH様蛋白質の活性部位αサブユニットをコードする8つのパラログ遺伝子を含む。野生型細菌からの不安定な酸素感受性S25DHの難しい濃縮と,その活性異種産生の不安定性は,S25DH様遺伝子産物の研究を大きく妨げた。ここでは,S25DHサブユニットの3つの構造遺伝子に対する異種発現プラットフォームを,脱窒ベータプロテオバクテリアThauera aromatica K172における必須シャペロンと共に確立した。この系を用いて,S25DH1と3つのアイソザイム(S25DH2,S25DH3,およびS25DH4)を,非標識αβγ複合体の直接的な精製を可能にする可溶性で活性型で過剰産生した。すべてのS25DHsは,モリブデン,4つの[4Fe-4S]クラスタ,1つの[3Fe-4S]クラスタ,およびヘムBを含み,種々の4-エン-3-オン型の植物ステロールおよび動物ステロールの特異的,水依存性C-25ヒドロキシル化を触媒した。S25DH1をコードするT.aromatica発現遺伝子由来の粗抽出物は,ビタミンD_3(VD_3)のヒドロキシル化を,野生型細菌抽出物より6.5倍高い速度で>95%の収率で,臨床的に関連する25-OH-VD_3に触媒した。組換えS25DH1の比活性は野生型酵素よりも2倍高かった。これらの結果は,25-OH-VD_3合成に対する確立された発現プラットフォームの潜在的応用を示し,DMSOレダクターゼファミリーの以前に遺伝的にアクセスできないS25DH様Mo酵素の特性化のための道を開く。IMPORTANCEステロイドは遍在する生理活性化合物であり,その幾つかは微量汚染物質の新興のクラスと考えられている。微生物によるそれらの分解は環境からのステロイド除去の主要なプロセスである。好気性菌におけるオキシゲナーゼ依存性ステロイド分解は40年以上研究されてきたが,無酸素ステロイド分解への初期洞察は最近得られている。モリブデン依存性ステロイドC_25デヒドロゲナーゼ(S25DH)は,世界的に豊富な動物,植物,およびマイコステロールの酸素非依存性側鎖ヒドロキシル化を触媒するために提案されている。しかし,これまで,それらの不安定性は,単一S25DHの最初の特性化のみを可能にした。ここでは,4つの高活性S25DHアイソザイムの容易な単離と特性化を可能にする異種遺伝子発現プラットフォームについて報告する。得られた結果は,種々のステロイドの無酸素分解中のS25DHの重要な役割を示した。さらに,このプラットフォームは,ビタミンD_3のその臨床的に関連するC-25-OH型への効率的な酵素的ヒドロキシル化に貴重である。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
