Advanced use of vitamin D hydroxylases

• Project/Area Number: 25292062
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: SAKAKI TOSHIYUKI 富山県立大学, 工学部, 教授 (70293909)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KANO KENJI 京都大学, 農学研究科, 教授 (10152828)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): IKUSHIRO SHINICHI 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50244679) ; YASUTAKE YOSHIAKI 産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究員 (20415756) ; TAMURA TOMOHIRO 産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究部長 (30357488)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥15,340,000 (Direct Cost: ¥11,800,000、Indirect Cost: ¥3,540,000); Fiscal Year 2015: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2014: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2013: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: ビタミンD / シトクロムP450 / ビタミンD水酸化酵素 / ビタミンD受容体 / 高感度検出系 / 酵素電極 / バイオコンバージョン

Outline of Final Research Achievements

We have successfully produced the active form of vitamin D2 by a triple variant of CYP105A1. Many metabolites of natural or chemically synthesized vitamin D were also produced by bacterial or mammalian vitamin D hydroxylases to use them as authentic standards. In addition, we have developed a novel and highly sensitive system to detect serum 25-hydroxyvitamin D3.

Research Products

• [Journal Article] 代謝研究に基づくビタミンD作用メカニズムの再考 (2015)
  • Author(s): 榊 利之
  • Journal Title: 生化学 Volume: 87 Pages: 1-7
  • NAID: 40020571821
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of novel bioluminescent sensor to detect and discriminate between vitamin D receptor agonists and antagonists in living cells (2015)
  • Author(s): Hiroki Mano, Miyu Nishikawa, Kaori Yasuda, Shinichi Ikushiro, Nozomi Saito, Masashi Takano, Atsushi Kittaka, and Toshiyuki Sakaki
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry Volume: 26 Issue: 10 Pages: 2038-2045
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00433
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Biological evaluation of double point modified analogues of 1,25-dihydroxy vitamin D2 as potential anti-leukemic agents (2015)
  • Author(s): Aoife Corcoran, Sharmin Nadkarni, Kaori Yasuda, Toshiyuki Sakaki, Geoffrey Brown, Andrzej Kutner , Ewa Marcinkowska
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 17 Issue: 2 Pages: 91-91
  • DOI: 10.3390/ijms17020091
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synthesis and metabolic studies of 1α,2α,25-, 1α,4α,25- and 1α,4β,25- trihydroxyvitamin D3. (2015)
  • Author(s): Takano M, Sawada D, Yasuda K, Nishikawa M, Takeuchi A, Takagi KI, Horie K,Reddy GS, Chen TC, Sakaki T, Kittaka A.
  • Journal Title: J Steroid Biochem Mol Biol. Volume: 148 Pages: 34-37
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human hepatic metabolism of the anti-osteoporosis drug eldecalcitol (ED-71) involves sterol C4-methyl oxidase (2015)
  • Author(s): Yasuda K, Iwanaga Y, Ogawa K, Mano H, Ueno S, Kimoto S, Ohta M,
  • Journal Title: harmacology Research & Prospectives Volume: 3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potent antiproliferative effects of 25-hydroxy-16-ene-23-yne-vitamin D3 that resists the catalytic activity of both CYP27B1 and CYP24A1 (2014)
  • Author(s): Rhieu SY, Annalora AJ, LaPorta E, Welsh J, Itoh T, Yamamoto K, Sakaki T, Chen TC, Uskokovic MR, Reddy GS.
  • Journal Title: J.Cell. Biochem. Volume: 115 Pages: 1392-1402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト由来CYP2R1発現酵母を用いた25-ヒドロキシビタミンD2の生産 (2014)
  • Author(s): 安田佳織、遠藤真理子、小又早紀、生城真一、鎌倉昌樹、太田美穂、榊利之
  • Journal Title: ビタミン Volume: 88 Pages: 451-457
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CYP24A1 as a Potential Target for Cancer Therapy (2014)
  • Author(s): T. Sakaki, K. Yasuda, A. Kittaka, K. Yamamoto, T.C. Chen
  • Journal Title: Anticancer Agents Med Chem Volume: 14 Issue: 1 Pages: 97-108
  • DOI: 10.1002/bab.1067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Biological Activity of 1α,2α,25-Trihydroxyvitamin D3: Active Metabolite of 2α -(3-Hydroxypropoxy)-1a,25-dihydroxyvitamin D3 by Human CYP3A4 (2014)
  • Author(s): M. Takano, S. Ohya, K. Yasuda, M. Nishikawa, A. Takeuchi, D. Sawada D, Saito H, Takenouchi K, Sakaki T, Kittaka A
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 62 Pages: 182-184
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-proliferative activity of 25-hydroxyvitamin D3 in human prostate cells. (2014)
  • Author(s): E. Munetsuna, R. Kawanami, M. Nishikawa, S Ikeda, S. Nakabayashi, K Yasuda, M. Ohta, M. Kamakura, S. Ikushiro and T. Sakaki.
  • Journal Title: Mol Cell Endocrinol., Volume: 382 Issue: 2 Pages: 960-970
  • DOI: 10.1016/j.mce.2013.11.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 25-ヒドロキシビタミンDの生理機能 (2014)
  • Author(s): 榊 利之
  • Journal Title: ビタミン Volume: 88 Pages: 158-160
  • NAID: 110009807294
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UV-dependent production of 25-hydroxyvitamin D2 in the recombinant yeast cells expressing human CYP2R1. (2013)
  • Author(s): Yasuda K, et al.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 434 Issue: 2 Pages: 311-315
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.02.124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1,25-(OH)2D-24-hydroxylase (CYP24A1) deficiency as a cause of nephrolithiasis (2013)
  • Author(s): G. Nesterova, M. Christine, K. Yasuda, T. Sakaki, T. Vilboux, C. Ciccone, R. Horst, Y Huang, G. Golas, W. Introne, M. Huizing, D. Adams, C.F. Boerkoel, M.T.Collins, W.A. Gahl
  • Journal Title: Clinical Journal of the American Society of Nephrology Volume: 8 Issue: 4 Pages: 649-657
  • DOI: 10.2215/cjn.05360512
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ビタミンDとシトクロムP450の遺伝子多型 (2013)
  • Author(s): 榊 利之、西川美宇
  • Journal Title: ビタミン Volume: 87 Pages: 519-524
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスにおける25-ヒドロキシビタミンD3の代謝解析 (2016)
  • Author(s): 西川美宇、安田佳織、高松将士、青木健悟、生城真一、中川公恵、津川尚子、岡野登志夫、榊利之
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] CYP24A1はビタミンD誘導体開発における鍵酵素である (2016)
  • Author(s): 榊 利之
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-03-26
  • Invited
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスにおける25-ヒドロキシビタミンD3の代謝解析 (2015)
  • Author(s): 安田佳織、西川美宇、田中一丸、生城真一、鎌倉昌樹、中川公恵、津川尚子、岡野登志夫、榊利之
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会、第88回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] CYP105A1の立体構造に基づく機能改変と医薬品生産への応用 (2015)
  • Author(s): 余語祐哉、安田佳織、滝田禎亮、杉本宏、城宜嗣、真野寛生、林恵子、鎌倉昌樹、太田美穂、生城真一、保川清、榊利之
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会、第88回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスを用いた25-ヒドロキシビタミンD3の骨形成及び生殖機能に対する生理作用の検討 (2015)
  • Author(s): 西川美宇、田中一丸、安田佳織、青木健悟、高松将士、生城真一、中川公恵、津川尚子、岡野登志夫、榊利之
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会、第88回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスを用いた 25-ヒドロキシビタミンD3の生理作用の検討 (2015)
  • Author(s): 榊利之
  • Organizer: 第一回ネオビタミンDワークショップ
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-08-28
  • Invited
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスを用いた25-ヒドロキシビタミンD3の生理作用に関する研究 (2015)
  • Author(s): 青木健悟、西川美宇、高松将士、田中一丸、安田佳織、中川公恵、津川尚子、岡野登志夫、生城真一、榊利之
  • Organizer: 日本農芸化学会中部・関西合同支部会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-08-18
• [Presentation] 放線菌由来CYP105A1の三重変異体（R73A/R84A/M239X）の大腸菌での発現とビタミンD2と7-メトキシクマリンに対する酵素活性 (2015)
  • Author(s): 余語祐哉、安田佳織、滝田禎亮、杉本宏、城宜嗣、真野寛生、林恵子、鎌倉昌樹、太田美穂、生城真一、保川清、榊利之
  • Organizer: 日本農芸化学会中部・関西合同支部会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-08-18
• [Presentation] 活性型ビタミンDや医薬品代謝物を生産するCYP105A1の機能解析 (2015)
  • Author(s): 余語祐哉、安田佳織、滝田禎亮、杉本宏、城宜嗣、真野寛生、林恵子、鎌倉昌樹、太田美穂、生城真一、保川清、榊利之
  • Organizer: 日本農芸化学会中部・関西合同支部会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-08-18
• [Presentation] CYP24A1-dependent metabolism of a vitamin D analog which has a potent ability to increase bone mineral density (2015)
  • Author(s): Eri Tohyama, Kaori Yasuda, Shinichi Ikushiro, Masaki Kamakura, Masashi Takano, Atsushi Kittaka, Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: “Metals in Biology” in Wako
  • Place of Presentation: Wako
  • Year and Date: 2015-06-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CYP24A1 is a key enzyme to develop vitamin D analogs as anti-osteoporosis or anti-cancer drugs (2015)
  • Author(s): Toshiyuki Sakaki, Kaori Yasuda, Shinichi Ikushiro, Keiko Yamamoto,
  • Organizer: The 19th International Conference on Cytochrome P450
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-06-12
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] CYP24A1-dependent metabolism of a promising vitamin D analog for osteoporosis treatment (2015)
  • Author(s): Eri Tohyama, Kaori Yasuda, Masaki Kamakura, Shinichi Ikushiro, Masashi Takano, Atsushi Kittaka, Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: The 19th International Conference on Cytochrome P450
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-06-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Protein engineering of CYP105A1 to produce active forms of (2015)
  • Author(s): Yuya Yogo, Kaori Yasuda, Teisuke Takita, Hiroshi Sugimoto, Yoshitsugu Shiro, Hiroki Mano, Keiko Hayashi, Masaki Kamakura, Miho Ohta, Shinichi lkushiro, Kiyoshi Yasukawa, Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: The 19th International Conference on Cytochrome P450
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-06-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 強い骨密度上昇作用を有するビタミンD誘導体の代謝様式の解明 (2015)
  • Author(s): 遠山枝李、安田佳織、生城真一、鎌倉昌樹、高野真史、橘高敦史、榊利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会第67回大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] 分割型ルシフェラーゼを用いたビタミンDバイオセンサーの開発 (2015)
  • Author(s): 真野寛生, 西川美宇、安田佳織、鎌倉昌樹、生城真一, 高野真史、斉藤 望、橘高敦史、榊利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会第67回大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] 放線菌由来CYP105A1変異体を用いたビタミンD水酸化体および医薬品代謝物の生産 (2015)
  • Author(s): 安田佳織、余語祐哉、滝田禎亮、保川清、杉本宏、城宜嗣、真野寛生、太田美穂、生城真一、榊利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会第67回大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウスを用いた25-ヒドロキシビタミンD3の生理作用の検討 (2015)
  • Author(s): 西川美宇、田中一丸、生城真一、鎌倉昌樹、中川公恵、津川尚子、岡野登志夫、榊利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会第67回大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] CYP105A1三重変異体発現Rhodococcus属放線菌を用いたビタミンD水酸化体の生産 (2015)
  • Author(s): 余語祐哉、安田佳織、真野寛生、林恵子、杉本宏、滝田禎亮、保川清、安武義晃、田村具博、太田美穂、鎌倉昌樹、生城真一、榊利之
  • Organizer: 農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] ヒト由来メチルステロール酸化酵素SC4MOLの機能解析 (2014)
  • Author(s): 小川 和亮、安田 佳織、岩永 由麻、太田 美穂、鎌倉 昌樹、生城 真一、榊 利之
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウス腎臓近位尿細管初代培養細胞における25-ヒドロキシビタミンD3の生理作用 (2014)
  • Author(s): 田中一丸、西川 美宇、真野 寛生、山下 成彬、宗綱 栄二、河南 理恵、生城 真一、鎌倉 昌樹、太田 美穂、中川 公恵、廣田 佳久、岡野 登志夫、前田 尚之、榊 利之
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] ヒト由来メチルステロール酸化酵素SC4MOLによるビタミンD誘導体の代謝 (2014)
  • Author(s): 安田 佳織、岩永 由麻、小川 和亮、高野真史、橘高敦史、太田 美穂、鎌倉 昌樹、生城 真一、榊 利之
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 強い骨密度上昇作用を有するビタミンD誘導体の代謝様式の解明 (2014)
  • Author(s): 遠山枝李、安田 佳織、鎌倉 昌樹、生城 真一、高野真史、橘高敦史、榊 利之
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] CYP105A1変異体発現Rhodococcus属放線菌を用いたビタミンD水酸化体の生産 (2014)
  • Author(s): 余語祐哉、安田佳織、林恵子、杉本宏、滝田禎亮、保川清、安武義晃、田村具博、太田美穂、鎌倉昌樹、生城真一、榊利之
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Microbial production of hydroxylated metabolites of vitamin D (2014)
  • Author(s): Kaori Yasuda, Yuya Yogo, Keiko Hayashi, Mariko Endo, Masaki Kamakura, Miho Ohta, Yoshiaki Yasutake, Tomohiro Tamura, Shinichi Ikushiro and Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: 12th International Symposium on cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-28
• [Presentation] Protein engineering of actinomycete CYP105A1 (2014)
  • Author(s): Teisuke Takita, Kaori Yasuda, Yuya Yogo, Hiroshi Sugimoto, Yoshitsugu Shiro Keiko Hayashi, Hiroki Mano, Masaki Kamakura, Miho Ohta, Shinichi Ilkushiro, Kiyoshi Yasukawa, Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: 12th International Symposium on cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-28
• [Presentation] メチルステロール酸化酵素SC4MOLによる2位置換基付加型ビタミンD誘導体の代謝 (2014)
  • Author(s): 安田 佳織、岩永 由麻、小川 和亮、生城 真一、鎌倉 昌樹、高野 真史、齋藤 望、橘高 敦史、藤島利江、太田 美穂、榊 利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 2014-06-13 – 2014-06-14
• [Presentation] 25-ヒドロキシビタミンDの生理機能 (2014)
  • Author(s): 西川 美宇、泉 憲人、生城 真一、鎌倉 昌樹、太田 美穂、榊 利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 2014-06-13 – 2014-06-14
• [Presentation] POSSIBLE APPLICATION OF BACTERIAL AND MAMMALIAN VITAMIN D HYDROXYLASES (2013)
  • Author(s): Toshiyuki Sakaki
  • Organizer: 18th International Conference on Cytochrome P450
  • Place of Presentation: Seattle, USA
  • Invited
• [Presentation] Microbial Production of Hydroxylated Forms of Vitamin D (2013)
  • Author(s): K. Yasuda, M. Endo, K. Hayashi, S. Ilkushiro, M. Kamakura, M. Ohta, T. Sakaki
  • Organizer: Enzyme Engineering XXII
  • Place of Presentation: 富山
• [Presentation] ビタミンD 1α位水酸化酵素CYP27B1遺伝子欠損マウスを用いたビタミンD作用の解析 (2013)
  • Author(s): (1) 西川 美宇、山下 成彬、宗綱 栄二、河南 理恵、生城 真一、鎌倉 昌樹太田 美穂、中川 公恵、廣田 佳久、岡野登志夫、前田尚之、榊 利之、
  • Organizer: 日本ビタミン学会第65回大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ヒト由来CYP2R1発現酵母におけるUV照射による25-ヒドロキシビタミンD2の生産 (2013)
  • Author(s): 安田 佳織、遠藤 真理子、生城 真一、鎌倉 昌樹、太田 美穂、榊 利之
  • Organizer: 日本ビタミン学会第65回大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] P450発現菌体を用いたビタミンD水酸化体の生成 (2013)
  • Author(s): 安田 佳織、林 恵子、生城 真一、杉本 宏、城 宜嗣、鎌倉 昌樹、榊 利之
  • Organizer: 2013年度 酵素・補酵素研究会
  • Place of Presentation: 滋賀
• [Presentation] CYP27B1ノックアウトマウス腎臓近位尿細管初代培養細胞における25-ヒドロキシビタミンD3の生理作用 (2013)
  • Author(s): 田中一丸、西川 美宇、山下 成彬、宗綱 栄二、河南 理恵、生城 真一、鎌倉 昌樹、太田 美穂、中川 公恵、廣田 佳久、岡野 登志夫、前田 尚之、榊 利之
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] Vitamin D Hormone (2016)
  • Author(s): Eiji Munetsuna, Atsushi Kittaka, Tai C Chen, and Toshiyuki Sakaki
  • Total Pages: 21
  • Publisher: UK: Academic Press
• [Book] ビタミンDと疾患 (ビタミンDの代謝：ｐｐ60-68） (2014)
  • Author(s): 榊 利之
  • Total Pages: 246
  • Publisher: 医薬ジャーナル社
• [Patent(Industrial Property Rights)] 1α,25-ジヒドロキシビタミンD2の製造方法 (2014)
  • Inventor(s): 榊 利之、生城真一、戸田佳織
  • Industrial Property Rights Holder: 榊 利之、生城真一、戸田佳織
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-193073
  • Filing Date: 2014-09-22