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病原菌が持つメナキノン新規生合成経路の全容解明と経路特異的阻害剤の探索

Research Project

Project/Area Number 18018035
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionToyama Prefectural University

Principal Investigator

大利 徹  Toyama Prefectural University, 工学部, 准教授 (70264679)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Keywordsメナキノン / 生合成 / 酵素 / 遺伝子 / 中間体 / バイオインフォマティクス
Research Abstract

メナキノン(ビタミンK)は,人間にとっては血液凝固に必要なビタミンであり,また微生物では電子伝達系成分として生育に必須である。申請者は,胃潰瘍・胃がんの原因菌として知られているHelicobacter属細菌、食中毒原因菌として知られているCampylobacter属細菌,グラム陽性の土壌細菌であるStreptomyces属細菌などの微生物では,既知の生合成経路として知られているコリスミ酸からメナキノンに至る5ステップの生合成遺伝子群が全く存在しないことに気づいた。そこで,この新規経路の全容解明を行っている。
1.これまでにStreptomyces属放線菌を材料に用いて,バイオインフォマティクスにより絞り込んだ遺伝子を破壊することにより,7つの遺伝子群が新規経路に関与することを明らかにした(これらの成果については未発表のため,これら遺伝子群を以下men06,men26,men27,men50,men90,men92,men94と略号で記載する)。
2.また新規経路遺伝子の網羅的取得を目指し,変異剤によるメナキノン生合成欠損株の誘導と相補遺伝子の取得も行った結果,新規経路は既知経路同様コリスミ酸を出発基質とするが,その後全く別経路を経ることも分かった。
3.上述の破壊株を2つ組み合わせてメナキノン非存在下で混合培養を行った結果,幾つかの菌株の組み合わせで生育が認められた。本現象を利用し,破壊株が関与する生合成上の相対的な位置を(men06)→(men26,men27,men50)→(men90,men92,men94)→メナキノンのように明らかにすることができた。
4,上述したアッセイ系を用い,破壊株が蓄積する中間体の精製・構造決定を行い,3つの化合物の構造を決定した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Studies on a New Biosynthetic Pathway for Menaquinone2008

    • Author(s)
      H.Seto, et. al.
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of Eubacterial ent-Copalyl Diphosphate Synthase and Pimara-9(11), 15-diene Synthase with Unique Primary Sequences.2007

    • Author(s)
      C.Ikeda, Y.Hayashi, N.Itoh, H.Seto, T.airi
    • Journal Title

      J.Biochem. 141

      Pages: 37-45

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Comparative Analysis of the Sugar Phosphate Cyclase Superfamily Involved in Primary and Secondary Metabolism.2007

    • Author(s)
      X.Wu, P.M.Flatt, O.Schlorke, A.Zeeck, T.Dairi, T.Mahmud
    • Journal Title

      ChemBioChem. 8

      Pages: 239-248

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fusicoccins are biosynthesized by an unusual chimera diterpene synthase in fungi2007

    • Author(s)
      T.Toyomasu, M.Tsukahara, A.Kaneko, R.Niida, W.Mitsuhashi, T.Dairi, N.Kato, T.Sassa
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 104

      Pages: 3084-3088

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 放線菌の多様なイソプレノイド生合成遺伝子2006

    • Author(s)
      大利 徹
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー 64

      Pages: 433-438

    • NAID

      10017643308

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規メナキノン生合成経路に関する研究2008

    • Author(s)
      府川 美和子
    • Organizer
      2008年度 日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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