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綿状プラスミドpSLA2-Lにコードされた二次代謝遺伝子群の機能解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18018028
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関広島大学

研究代表者

木梨 陽康  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (80224997)

研究分担者 荒川 賢治  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (80346527)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2007年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード放線菌 / 線状プラスミド / ランカサイジン / ポリケチド生合成 / γ-butyrolactone / 二次代謝制御カスケード / ゲノム解析 / Stretomyces / TetR型リセプター / Streptomyces
研究概要

(1)二次代謝制御カスケードの解析
線状プラスミドpSLA2-L上にコードされた多くの制御遺伝子によって構成される制御カスケードの詳細な解析を行った。SrrA蛋白の結合領域を検索し、srrX,srrY,srrWの3つの制御遺伝子のpromoter領域を取得した。gel retardationによってSrrAとsrrYの結合を確かめ、foot printingによってsrrYのプロモーター領域にSrrAの結合サイトを同定した。そこには26-bpのパリンドローム配列が見つかり、ArpAを初めとするr-butyrolactone(GB)リセプター蛋白の結合配列とよく似ていた。野生株のGB画分はSrrAのsrrYプロモーターへの結合を乖離させたが、△srrX変異株の画分は活性がなく、またリガンド結合に必須なTrp残基をAlaに代えたArp^<W119A>はGBを添加しても乖離しなかった。こうして、srrX→srrA→srrYの中心的なシグナル伝達経路を分子レベルで証明した。
(2)ランカサイジンの生合成機構の解析
ランカサイジン隼合成(lkc)クラスターをlkcA-EとlkcF-Oの2つに分け、前者をS.lividansの染色体に組み込み、後者をプラスミド上にのせて導入した株はランカサイジノールAを生産した。この結果は、lkcクラスターが骨格合成に必要な全ての遺伝子を含むことを示した。私たちは先にランカサイジンのモジュラー・反復混合生合成仮説を提唱したが、lkcAは骨格形成を開始するNRPS-PKS融合遺伝子であり、lkcGは伸長反応を終結する遺伝子なので、繰り返し反応の候補から除外できる。lkcF-G融合株を作製したところ親株と同量のLCを生産したので、lkcFも候補から除かれた。その結果、消去法によって、lkcCが4回繰り返して縮合反応することが示唆された。
(3)pSLA2-Mの全塩基配列決寅と胞子形成機構の解析
pSLA2-Mのコスミド・ライブラリーを作製し、両末端は別個にクローン化して、全ての領域をカバーするクローンを得た。これらのクローンを用いてpSLA2-Mの全塩基配列を決定中であり、両末端には352bpの末端逆位配列(TlR)が見つかった。しかし、両者の相同性は91%と低かったので、左右のTlR間に相同組み換えによるhomogenizationが起きていないことが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] γ-Butyrolactone-dependent expression of the SARP gene srrY plays a central role in the regulatory cascade leading to lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei2008

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S., He, Y., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 190

      ページ: 1308-1316

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] γ-Butyrolactone autoregulator-receptor system involved in lankacidin and lankamycin production and morphological differentiation in Streptomyces rochei2007

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Mochizuki, S., Yamada, K., Noma, T, Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology 153

      ページ: 1817-1827

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of modular-iterative mixed biosynthesis of lankacidin by heterologous expression and gene fusion2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuno, S., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Journal of Antibiotics 60

      ページ: 700-708

    • NAID

      10019972443

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Streptomyces linear plasmids: their discovery, functions, interactions with other reolicons, and evolutionary significance2007

    • 著者名/発表者名
      Chater, K. F., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology Monograph, Vol. 7, Microbial Linear Plasmids, ed. F. Meinhard, R. klassen, Springer-Verlag, Berlin-Heidelber, 2007 7

      ページ: 1-31

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 放線菌の線状レプリコンの再編成とゲノム進化2007

    • 著者名/発表者名
      木梨陽康
    • 雑誌名

      化学と生物 45

      ページ: 619-626

    • NAID

      10019534877

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] γ-Butyrolactone autoregulator-receptor system involved in lankacidin and lankamycin production and morphological differentiation in Streptomyces rochei2007

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Mochizuki, S., Yamada, K., Noma, T., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology 153(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Streptomyces linear plasmids : their discovery, functions, interactions with other replicons, and evolutionary significance2007

    • 著者名/発表者名
      Chater, K.F., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology Monographs, Microbial Linear Plasmids(ed. by Meinhardt, F., and Klassen, R.)(Springer Berlin/Heidelberg) (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the loading and hydroxylation steps of lankamycin biosynthesis in Streptomyces rochei2006

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Kodama, K., Tatsuno, S., Ide, S., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Antimicrobial Agents and Chemotherapy 50

      ページ: 1946-1952

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] ランカサィジン生合成におけるアミンオキシダーゼLkcEの機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      荒川賢治、行吉裕治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SARP遺伝子srrY、srrZによるランカマイシン生合成制御機構の解析2008

    • 著者名/発表者名
      望月進、荒川賢治、山本章治、鈴木敏弘、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces rocheiにおける胞子形成制御機構の解析2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木敏弘、望月進、山本章治、赫宇義、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces rocheiの線状プラスミドPSLA2-Mの構造と機能の解析2008

    • 著者名/発表者名
      楊英杰、望月進、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of modular-iterative mixed biosynthesis of lankacidin by heterologous expression and gene fusion2007

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Tatsuno, S., Kinashi, H.
    • 学会等名
      14th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
    • 発表場所
      New Castle, UK
    • 年月日
      2007-08-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] γ-Butyrolactone-dependent regulatory system for lankacidin and lankamycin production and morphological differentiation in Streptomyces rochei2007

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S., He, Y, Mochizuki, S., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 学会等名
      14th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
    • 発表場所
      New Castle, UK
    • 年月日
      2007-08-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 14員環マクロライド抗生物質ランカマイシンの生合成機構の解析2007

    • 著者名/発表者名
      荒川賢治、他7名
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-06-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces rochei の抗生物質生合成におけるSARP蛋白質の機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      望月進、山本章治、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ランカサイジン生合成におけるモジュラー・反復混合ポリケチド生合成機構の解析2007

    • 著者名/発表者名
      立野智資、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces rocheiの線状プラスミドPSLA2-Mの構造と機能の解析2007

    • 著者名/発表者名
      楊英杰、望月進、黒川透、高津弘律、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/hosenkin_lab/hosen_lab.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 遺伝子破壊による抗生物質生産微生物の生産方法およびこれを用いて得られる抗生物質生産微生物、並びに抗生物質代謝中間体の生産方法2006

    • 発明者名
      木梨陽康, 荒川賢治
    • 権利者名
      国立大学法人広島大学
    • 産業財産権番号
      2006-060280
    • 出願年月日
      2006-03-09
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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