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Creation of Artificial Sesterterpenes by Redesign of Biosynthesis

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries
Project/Area Number 17H05429
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKanagawa University (2018)
The University of Tokyo (2017)

Principal Investigator

岡田 正弘  神奈川大学, 工学部, 教授 (40377792)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsセスタテルペン / 生合成 / テルペン
Outline of Annual Research Achievements

糸状菌の細胞融合を用いてゲノムシャッフルによる二次代謝産物の生合成マシナリーを改変することにより、非天然物を創製することにした。まずはモデル実験として、麹菌Aspergillus oryzae NSAR1株と、栄養要求性株A. oryzae ΔpyrG株またはA. oryzae ΔadeB株を用いて細胞壁を取り除いたプロトプラストを作成後、PEG法を用いて細胞融合を行った。得られた細胞融合推定株5株に対して、培養物を分析したところ、残念ながら、特に新しい二次代謝産物が得られることはなかった。また、同様の手法を用いて、ペニシリウム属P. islandicum Sopp NBRC 6964株とP. rugulosum Thom NBRC 6965株を用いて細胞融合を行った結果、表現系が親株とは異なる細胞融合推定株5株が得られた。
一方で、PEG法を用いた細胞融合と比較すると、電気パルスによる細胞融合の方が、融合率や、再現性、および操作の簡便性に優れているために、エレクトロポレーションを用いた細胞融合も検討した。使用する菌としては、放線菌のKitasatospora purpeofusca、Streptomyces bottropensis、S. avermitilisをそれぞれ用いた。表現系が親株とは大きく異なる菌株は得られなかったものの、代謝産物が異なった菌株が得られた。現在、代謝産物のプロファイルについての再現性を見ているところである。また、薬剤耐性株に対しても同様の操作を行う予定である。さらに、枯草菌Bacillus subtilisとB. mojavensisを用いた細胞融合も行った。こちらについては親株とは異なる融合株が得られたかどうかを調べているところである。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A Tryptophan Prenyltransferase with Broad Substrate Tolerance from Bacillus subtilis subsp. natto2018

    • Author(s)
      Abe Ikuro、Sugita Tomotoshi、Okada Masahiro、Nakashima Yu、Tian Tian
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 19 Issue: 13 Pages: 1396-1399

    • DOI

      10.1002/cbic.201800174

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of Chimeric αβγ Diterpene Synthases Possessing both Type?II Terpene Cyclase and Prenyltransferase Activities2017

    • Author(s)
      Mitsuhashi Takaaki、Okada Masahiro、Abe Ikuro
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 18 Issue: 21 Pages: 2104-2109

    • DOI

      10.1002/cbic.201700445

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mycolic Acid Containing Bacterium Stimulates Tandem Cyclization of Polyene Macrolactam in a Lake Sediment Derived Rare Actinomycete2017

    • Author(s)
      Hoshino Shotaro、Okada Masahiro、Awakawa Takayoshi、Asamizu Shumpei、Onaka Hiroyasu、Abe Ikuro
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 19 Issue: 18 Pages: 4992-4995

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02508

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanistic Characterization of Two Chimeric Sesterterpene Synthases from Penicillium2017

    • Author(s)
      Mitsuhashi Takaaki、Rinkel Jan、Okada Masahiro、Abe Ikuro、Dickschat Jeroen S.
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 23 Issue: 42 Pages: 10053-10057

    • DOI

      10.1002/chem.201702766

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Combinatorial Biosynthesis of (+)-Daurichromenic Acid and Its Halogenated Analogue2017

    • Author(s)
      Okada Masahiro、Saito Kai、Wong Chin Piow、Li Chang、Wang Dongmei、Iijima Miu、Taura Futoshi、Kurosaki Fumiya、Awakawa Takayoshi、Abe Ikuro
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 19 Issue: 12 Pages: 3183-3186

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b01288

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of pyridinium with three indole moieties as an antimicrobial agent2017

    • Author(s)
      Okada, M., Sugita, T., Wong, C. P., Wakimoto, T., Abe, I.
    • Journal Title

      J. Nat. Prod.,

      Volume: 80 Issue: 4 Pages: 1205-1209

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.6b01152

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 納豆のネバネバを誘導する修飾ペプチドフェロモンの構造2017

    • Author(s)
      岡田正弘, 阿部郁朗
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー

      Volume: 75 Pages: 508-511

    • NAID

      40021404450

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ComXnattoフェロモンの合成2018

    • Author(s)
      岡田正弘
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] プレニル基転移酵素と II 型テルペン環化酵素の活性を併せ持つキメラ型酵素の同定2018

    • Author(s)
      三橋 隆章, 岡田 正弘, 阿部 郁朗
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸状菌メロテルペノイドの複雑骨格構築に関わるα-ケトグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼの構造機能解析2017

    • Author(s)
      中嶋 優, 森 貴裕, 淡川孝義, 星野翔太郎, 岡田正弘, 千田美紀, 千田俊哉, 阿部 郁朗
    • Organizer
      第59回天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規炭素骨格を有するセスタテルペノイドの探索2017

    • Author(s)
      三橋隆章, 岡田 正弘, Jeroen S. Dickschat, 阿部郁朗
    • Organizer
      日本生薬学会第64回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Post-translationally modified quorum sensing pheromone from Bacillus subtilis subsp. natto2017

    • Author(s)
      Masahiro Okada
    • Organizer
      The joint meeting of the 33rd annual meeting of the ISCE and the 9th meeting of the APACE (2017 ISCE/APACE)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ペプチドライブラリーの製造方法2018

    • 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
    • Industrial Property Number
      2018-196102
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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