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Biosynthetic engineering of isoquinoline alkaloids in microbes

Research Project

Project/Area Number 20200036
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research a proposed research project)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied microbiology
Living organism molecular science
Research InstitutionIshikawa Prefectural University

Principal Investigator

MINAMI Hiromichi  Ishikawa Prefectural University, 生物資源環境学部, 助教 (90433200)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KATAYAMA Takane  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70346104)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SATO Fumihiko  京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (10127087)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥34,580,000 (Direct Cost: ¥26,600,000、Indirect Cost: ¥7,980,000)
Fiscal Year 2010: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2009: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2008: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Keywordsイソキノリンアルカロイド / レチクリン / マグノフロリン / 2次代謝産物 / テバイン / salutaridine synthase
Research Abstract

To improve the productivity of alkaloids in our microbial system, we modified the biosynthetic pathway and established the cytochrome P450 expression system in E. coli cells. Theses results enable the production of large amounts of alkaloids in E. coli cells. For the production of pharmaceutical important alkaloid narcotic, the biosynthetic genes were isolated from opium poppy, and were expressed in E. coli cells. We generated an E. coli strain that produce thebaine, introducing thebaine biosynthetic genes from reticuline in the reticuline producing E. coli cells. LC-MS analysis showed that the intermediates accumulated in the culture, but thebain was not detected. We have examined the production condition of thebaine.

Report

(4 results)
  • 2010 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (17 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] A bacterial platform for fermentative production of plant alkaloids.2011

    • Author(s)
      Akira Nakagawa, Hiromichi Minami, Ju-Sung Kim, Takashi Koyanagi, Takane Katayama, Fumihiko Sato, Hidehiko Kumagai
    • Journal Title

      Nature Communications 2

      Pages: 326-326

    • NAID

      120006358780

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      Volume: 2

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    • Filing Date
      2009-12-25
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URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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