日本語AIでPubMedを検索
Microbispora hainanensis株CSR-4から単離された新規ジテルペン剤とそのアセチルコリンエステラーゼ酵素に対するインビトロおよびインシリコ阻害効果
A novel diterpene agent isolated from Microbispora hainanensis strain CSR-4 and its in vitro and in silico inhibition effects on acetylcholine esterase enzyme.
PMID: 32632152 PMCID: PMC7338456. DOI: 10.1038/s41598-020-68009-y.
抄録
放線菌であるCSR-4株をZingiber montanumの根圏土壌から分離した。その結果、CSR-4株はMicrobispora属に属することが明らかになった。全ゲノム配列解析の結果，CSR-4株と近縁種であるM. hainanensis DSM 45428株との間には，平均ヌクレオチド同一性（ANI）が95.34％，デジタルDNA-DNAハイブリダイゼーション（DDH）が74.7％と最も高い値を示し，同一種であることが明らかになった。また，発酵ブロスの酢酸エチル粗抽出物から，新規なジテルペン化合物である2α-ヒドロキシ-8(14)，15-ピマラジエン-17，18-二酸と既知の9種の化合物を分離した。興味深いことに、新規ジテルペンは、組換えヒトアセチルコリンエステラーゼ（rhAChE）酵素に対して抑制効果を示した（IC 96.87±2.31μg/ml）。その結果、rhAChEのペリフェラルアニオンサイト(PAS)、アニオンサブサイト、オキシアニオンサイト、触媒活性サイト(CAS)のアミノ酸が本化合物と相互作用していることが明らかになりました。このことから、本化合物はヒトAChE阻害剤としての可能性があると考えられます。さらに、本化合物は、マウス P19 由来のニューロン細胞に対する神経毒性および Vero 細胞に対する細胞毒性を伴わずに、1ng/ml の血清欠乏法で誘導される酸化ストレスからニューロン細胞を有意に保護することができました（ニューロン生存率＝88.56±5.19%）。
An actinomycete strain CSR-4 was isolated from the rhizosphere soil of Zingiber montanum. Taxonomic characterization revealed strain CSR-4 was a member of the genus Microbispora. Whole-genome sequence analysis exhibited the highest average nucleotide identity (ANI) value (95.34%) and digital DNA-DNA hybridization (DDH) value (74.7%) between strain CSR-4 and the closest relative M. hainanensis DSM 45428, which was in line with the assignment to same species. In addition, a new diterpene compound, 2α-hydroxy-8(14), 15-pimaradien-17, 18-dioic acid, and nine known compounds were isolated from the ethyl acetate crude extract of fermentation broth. Interestingly, a new diterpene displayed the suppressive effect on the recombinant human acetylcholinesterase (rhAChE) enzymes (IC 96.87 ± 2.31 μg/ml). In silico studies based on molecular docking and molecular dynamics (MD) simulations were performed to predict a binding mode of the new compound into the binding pocket of the rhAChE enzyme and revealed that some amino acids in the peripheral anions site (PAS), anionic subsite, oxyanion site and catalytic active site (CAS) of the rhAChE have interacted with the compound. Therefore, our new compound could be proposed as a potential active human AChE inhibitor. Moreover, the new compound can protect significantly the neuron cells (% neuron viability = 88.56 ± 5.19%) from oxidative stress induced by serum deprivation method at 1 ng/ml without both neurotoxicities on murine P19-derived neuron cells and cytotoxicity against Vero cells.