Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
二次代謝制御系および代謝経路の合理的改変により取得した休眠二次代謝産物に注目し、以下の研究課題を実施する。平成31年度:[課題1] 比較ゲノム解析を駆使したアゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明、[課題2] ポリケチド化合物の骨格構築酵素の機能解析と構造多様化、およびX線結晶構造解析に基づいた高機能ハイブリッド抗生物質の創製平成32年度:[課題3] クオラムセンシング阻害活性の向上を目指したアゾキシアルケン化合物の生合成リデザイン、[課題4] 制御系・生合成代謝系の合理的改変による二次代謝活性化と未同定産物の実用的発酵生産および生合成解析
[課題1] 比較ゲノム解析を駆使したアゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明およびクオラムセンシング阻害活性の向上を目指した生合成リデザイン:我々は、KA57-Aと同様にヘキセニルアミン側鎖を有するmaniwamycin合成遺伝子クラスターの次世代シークエンス解析も行い、valanimycin、KA57-Aとの共通ORFを抽出できた。共通因子には機能未知ORFが多いことから、KA57-Aおよびmaniwamycin両クラスターの遺伝子破壊実験を遂行している。[課題2] ポリケチド化合物の骨格構築酵素の機能解析と構造多様化、およびX線結晶構造解析・計算機シミュレーションに基づいた高機能ハイブリッド抗生物質の創製:ブテノライド型シグナル分子SRBの生合成に関して、P450モノオキシゲナーゼ遺伝子srrOの機能解明を行い、C-6’位の酸化および二次代謝誘導活性への寄与を立証した (Biomolecules 2020)。14員環マクロライド化合物ランカマイシンのP450酵素LkmK,LkmFの機能解析を行い、両酵素の基質認識と生合成経路の解明を達成した(Biosci. Biotechnol. Biochem. 2021)。[課題3] 制御系・生合成代謝系の合理的改変による二次代謝活性化と未同定産物の実用的発酵生産および生合成解析:休眠二次代謝クラスターに起因する未同定産物の実用的発酵生産を目指し、転写リプレッサーの遺伝子変異や異種発現など多面発現制御を遂行した。Pseudo-repressor遺伝子ホモログsrrBの変異により二次代謝生産が数倍向上することを見いだし、制御機構の合理的改変に立脚した二次代謝生産の汎用的手法を確立した (Front. Microbiol. 2020)。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019 Other
All Int'l Joint Research (11 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 11 results, Open Access: 5 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results, Invited: 10 results) Remarks (2 results)
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: 85 Issue: 1 Pages: 115-125
10.1093/bbb/zbaa063
アグリバイオ
Volume: 5 Pages: 62-65
40022470529
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
Volume: 596 Pages: 124736-124736
10.1016/j.colsurfa.2020.124736
120006884958
Frontiers in Microbiology
Volume: - Pages: 1089-1089
10.3389/fmicb.2020.01089
Biomolecules
Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1237-1237
10.3390/biom10091237
生物工学会誌
Volume: 98 Pages: 257-257
Volume: 4 Pages: 216-219
40022290278
Chemistry Letters
Volume: 48 Issue: 4 Pages: 378-381
10.1246/cl.181042
130007624440
Materials Today Communications
Volume: 20 Pages: 100572-100572
10.1016/j.mtcomm.2019.100572
Scientific Reports
Volume: 9 Issue: 1 Pages: 10973-10973
10.1038/s41598-019-47406-y
120006731228
ACS Omega
Volume: 4 Issue: 2 Pages: 4461-4471
10.1021/acsomega.8b03470
120006799365
Volume: 3 Pages: 391-394
40021921260
Volume: 3 Pages: 984-987
https://home.hiroshima-u.ac.jp/karakawa/index.html
http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/5lab/Arakawa/intro-J.html