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Screening of novel post-translationally modified peptide pheromone

Research Project

Project/Area Number 19H02842
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

Masahiro Okada  神奈川大学, 工学部, 教授 (40377792)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澄本 慎平  神奈川大学, 工学部, 助教 (20852502)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Keywords翻訳後修飾 / トリプトファン / クオラムセンシング / プレニル化 / 生物活性物質 / フェロモン / ペプチド / イソプレニル化
Outline of Research at the Start

我々は、グラム陽性細菌の枯草菌が生産するペプチド型のクオラムセンシングフェロモンから翻訳後修飾によるトリプトファン残基のイソプレニル化を初めて発見した。真核生物ではシステイン残基のイソプレニル化が普遍的に存在する翻訳後修飾であることから、トリプトファン残基のイソプレニル化も広く存在するのではないかと考えた。そこで、様々な細菌からトリプトファン残基がイソプレニル化されたペプチドを発見し、トリプトファン残基のイソプレニル化がタンパク質やペプチドの機能発現を制御する普遍的な翻訳後修飾であることを証明する。さらに、得られた修飾ペプチドをフェロモンとする、翻訳後修飾を介した新規制御機構を発見する。

Outline of Final Research Achievements

Although post-translational prenylation of tryptophan residue had been identified only in Bacillus subtilis, it was found to be a universal pattern of post-translational modification widely observed in various bacteria, including Actinomycetes, Cyanobacteria, Chloroflexi, and Clostridia. Furthermore, post-translational prenylation enzyme of histidine residue has been identified from Cyanobacteria. It shows extremely high novelty because there is no report for post-translational modification of histidine residue at all.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに枯草菌のみにしか確認されていなかった、翻訳後修飾によるトリプトファン残基のプレニル化が、放線菌やシアノバクテリアなどの様々なバクテリアに広く存在する普遍的な翻訳後修飾の様式であることが判明した。さらに、トリプトファン残基ではなくヒスチジン残基のプレニル化酵素をシアノバクテリアから発見した。他の修飾様式を含めたヒスチジン残基の修飾酵素の報告例は全くなく、新規性の非常に高い翻訳後修飾酵素であった。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Isolation of caldorazole, a thiazole-containing polyketide with selective cytotoxicity under glucose-restricted conditions2022

    • Author(s)
      Osamu Ohno, Arihiro Iwasaki, Kyouhei Same, Chihiro Kudo, Erika Aida, Kazuya Sugiura, Shimpei Sumimoto, Toshiaki Teruya, Etsu Tashiro, Siro Simizu, Kenji Matsuno, Masaya Imoto, Kiyotake Suenaga
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 24 Issue: 25 Pages: 4547-4551

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01566

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LimF is a versatile prenyltransferase for histidine-C-geranylation on diverse non-natural substrates2022

    • Author(s)
      Zhang Yuchen、Hamada Keisuke、Nguyen Dinh Thanh、Inoue Sumika、Satake Masayuki、Kobayashi Shunsuke、Okada Chikako、Ogata Kazuhiro、Okada Masahiro、Sengoku Toru、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • Journal Title

      Nature Catalysis

      Volume: 5 Issue: 8 Pages: 682-693

    • DOI

      10.1038/s41929-022-00822-2

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Komesuamide and odopenicillatamide, two linear lipopeptides from the marine cyanobacterium Caldora penicillata2021

    • Author(s)
      Kaori Ozaki, Atsuhide Jinno, Noriyuki Natsume, Shimpei Sumimoto, Arihiro Iwasaki, Kiyotake Suenaga, Toshiaki Teruya
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 85 Pages: 131969-131969

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.131969

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of critical residues for the catalytic activity of ComQ, a Bacillus prenylation enzyme for quorum sensing, by using a simple bioassay system.2020

    • Author(s)
      K. Hirooka, S. Shioda, and M. Okada.
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      Volume: 84 Issue: 2 Pages: 347-357

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1685371

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 液相ペプチド合成を指向した疎水性アンカー分子の開発2023

    • Author(s)
      澄本 慎平
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会(2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲラニルトリプトファン残基を有するペプチド型フェロモンの構造活性相関研究2023

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      山田 涼生
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会(2023)
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  • [Presentation] 枯草菌由来のファルネシルトリプトファン残基を有するペプチドフェロモンの合成研究2023

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      中村 香月
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会(2023)
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  • [Presentation] シアノバクテリア由来の環状修飾ペプチドOscillatorinの合成研究2023

    • Author(s)
      澄本 慎平
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      日本化学会 第103春季年会(2023)
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリア由来のプレニル化酵素に関する研究2022

    • Author(s)
      岡田正弘
    • Organizer
      第34回海洋生物活性談話会
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  • [Presentation] シアノバクテリア由来のプレニル化酵素に関する研究2021

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      岡田正弘
    • Organizer
      第34回海洋生物活性談話会
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      吉村果歩・石川まるみ・北川史也・入山瑠理・韋思思・高橋巧真・澄本慎平・岡田正弘
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ペプチドライブラリーの製造方法2019

    • Inventor(s)
      菅裕明, 後藤佑樹, 阿部郁朗, 岡田正弘, 井上澄香.
    • Industrial Property Rights Holder
      菅裕明, 後藤佑樹, 阿部郁朗, 岡田正弘, 井上澄香.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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