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カビ新規RiPPsライブラリ構築と非天然環状ペプチド創製

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries
Project/Area Number 17H05456
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 InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

梅村 舞子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (00552259)

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糸状菌RiPPs / 環状ペプチド / リピート配列 / カビ二次代謝 / リボソームペプチド / 異種発現 / 繰返し配列 / 応用微生物 / 二次代謝経路 / 真菌 / 質量分析
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、新規カビRiPPs生合成経路クラスであるust-RiPS経路について、ゲノム情報ドライ解析による経路探索と異種発現株における経路高発現から、本経路クラスの生合成遺伝子―化合物ライブラリ作製を行うことを目的とする。
ドライ解析について、本経路前駆体ペプチド(ust-RiPS因子)の特徴である、小胞体への移行シグナルペプチドおよびゴルジ体局在Kex2プロテアーゼ認識配列により切断される繰り返し配列を元に、公共データベース上に登録されたFungi界に属する857株のゲノム情報に対して探索を行った。その結果、ust-RiPS因子はキノコ(Basidiomycota)・カビ(Ascomycota)を問わず84%の株に保存されており、一株平均2.8個、合計2423個が検出された。さらに、ust-RiPS因子を繰り返し配列の相同性から分類したところ、1600種類以上存在していることが分かった。以上より、本経路から生合成される化合物の種類は多岐に亘り、カビ・キノコを問わず広く保存されていることから、Fungi界の生命活動に本質的な役割を果たしていると考えられる。
異種発現による化合物取得について、Aspergillus属から見出された44種類の経路のうち、種間で保存性の高い10種類を選抜し、対象経路の遺伝子破壊と麹菌異種発現ホスト株に対する遺伝子導入を行った。結果、既知の2つに加えて新たに1種類の新規化合物をAspergillus flavus培養物において見出した。ただし、親株、異種発現株ともに化合物生産性が非常に低く、化合物構造同定に十分な量を得るには至っていない。この点を改善するために輸送体遺伝子を追加導入するとともに、親株からの化合物精製を行った。

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

    (9 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Heterologous production of asperipin-2a: Proposal for sequential oxidative macrocyclization by a fungi-specific DUF3328 oxidase2019

    • Author(s)
      Ye, Y.; Ozaki, T.; Umemura, M.; Liu, C.; Minami, A.; Oikawa, H.
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 39-43

    • DOI

      10.1039/c8ob02824a

    • NAID

      120006776812

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 溶液中の生体内分子間相互作用の測定・観察と計算2018

    • Author(s)
      梅村舞子
    • Journal Title

      ぶんせき

      Volume: 522 Pages: 225-226

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature during conidiation affects stress tolerance, pigmentation, and trypacidin accumulation in the conidia of the airborne pathogen Aspergillus fumigatus2017

    • Author(s)
      Hagiwara Daisuke、Sakai Kanae、Suzuki Satoshi、Umemura Myco、Nogawa Toshihiko、Kato Naoki、Osada Hiroyuki、Watanabe Akira、Kawamoto Susumu、Gonoi Tohru、Kamei Katsuhiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: e0177050-e0177050

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0177050

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-efficiency extracellular release of free fatty acids from Aspergillus oryzae using non-ionic surfactants2017

    • Author(s)
      Tamano Koichi、Miura Ai、Koike Hideaki、Kamisaka Yasushi、Umemura Myco、Machida Masayuki
    • Journal Title

      Journal of Biotechnology

      Volume: 248 Pages: 9-14

    • DOI

      10.1016/j.jbiotec.2017.03.002

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Peptidyl compound synthetic factors widely conserved and highly diverse in the Fungi kingdom2019

    • Author(s)
      Maiko Umemura, Linh viet Dao, Yuki Nakashima
    • Organizer
      30th Fungal Genetics Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Diversified transcriptional regulation of secondary metabolic gene clusters in closely related Aspergillus species2019

    • Author(s)
      Hiroki Takahashi, Maiko Umemura, Akihiro Ninomiya, Masaaki Shimizu, Yoko Kusuya, Shun-ichi Urayama, Akira Watanabe, Katsuhiko Kamei, Takashi Yaguchi, Daisuke Hagiwara
    • Organizer
      30th Fungal Genetics Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 糸状菌が産生する多様な環状ペプチド2018

    • Author(s)
      梅村 舞子
    • Organizer
      日本マイコトキシン学会第82回学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Wide variety of ribosomal peptide precursor-like genes in pathogenic fungi at the MMRC National Bioresource2018

    • Author(s)
      Maiko Umemura, Daisuke Hagiwara, Takahito Toyotome, Akira Watanabe, Katsuhiko Kamei
    • Organizer
      The 7th Global Network Forum on Infection and Immunity
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 真菌由来のリボソームペプチドを製造する方法2017

    • Inventor(s)
      梅村舞子、長野希美、小池英明、新家一男、町田雅之
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

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

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