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特異な化学構造をもつ海洋産リポペプチドの生合成機構解明に基づく人工誘導体生産

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries
Project/Area Number 19H04662
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 InstitutionKeio University

Principal Investigator

末永 聖武  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60273215)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
KeywordsミンナミドA / リポペプチド / 繰り返し構造 / 生合成遺伝子 / 化学合成 / Okeania hirsuta / ゲノムDNA / 生合成機構 / 熱帯病原虫
Outline of Research at the Start

ユニークな繰り返し構造の脂肪鎖をもつリポペプチド、ミンナミド類を産生する海洋シアノバクテリア から生合成遺伝子クラスターを探索し、ミンナミド類の生合成機構を明らかにする。ミンナミド類の脂肪鎖は、 特有の繰り返し構造をもつことから反復型のポリケチド合成酵素(PKS)が関与していると考えられる。またミンナミド類の化学合成法も確立し、様々な誘導体を得る方法を確立する。

Outline of Annual Research Achievements

ミンナミドAを産生する海洋シアノバクテリアOkeania hirsutaの実験室における培養やゲノム抽出を検討するために必要なシアノバクテリアを採集するべく、過去に何度も沖縄県水納島へ出かけ採集を試みたが、目的のシアノバクテリアを見つけることができなかった。さらに範囲を広げて各所で海洋シアのバクテリア試料を採集した結果、目的のOkeania hirsutaのサンプルを入手することができた。ミンナミドAを産生していることも確認できたため、そのゲノムDNAを抽出した。このシアノバクテリアOkeania hirsutaの抽出液は非常に粘性が高く、通常の方法では鞘の除去や大量に含まれる多糖類の除去が困難であった。検討の結果、遠心分離操作や界面活性剤による処理を複数回行うことで、ゲノムDNAの純度を上げることができた。しかし、まだ純度が十分でないため、さらに精製条件を検討し、純度の良いゲノムDNAが得られ次第、次世代シークエンサーによる配列解析を実施する。また、上記の新たに採集できたOkeania hirsutaの抽出物を分離・精製したところ、ミンナミドAの新たな類縁物質を複数単離することができた。現在、立体化学の決定を行なっている。さらに、ミンナミドAの化学合成研究を進めている。共役ケトンの立体選択的1,2還元により生成するアリル位水酸基を利用して、3置換オレフィンのカチオン性錯体触媒を用いる立体選択的水素化により、ミンナミドAの脂肪酸部に含まれる特徴的な繰り返しを構築する手法を確立した。現在、この手法により脂肪酸部の合成を進めている。ペプチド部の異常アミノ酸の合成法を確立し、それぞれ縮合した2種のペプチドのフラグメントカップリングを行ったところ、縮合時にかなりの割合でエピ化することが分かった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Hainan Vocational Univ of Sci and Tech/Ningbo University(中国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ikoamide, an Antimalarial Lipopeptide from an Okeania sp. Marine Cyanobacterium2020

    • Author(s)
      Iwasaki Keitaro、Iwasaki Arihiro、Sumimoto Shimpei、Matsubara Teruhiko、Sato Toshinori、Nozaki Tomoyoshi、Saito-Nakano Yumiko、Suenaga Kiyotake
    • Journal Title

      Journal of Natural Products

      Volume: 83 Issue: 2 Pages: 481-488

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.9b01147

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 海洋産リポペプチド Minnamide A 脂肪酸部分の合成研究2021

    • Author(s)
      岸本 勇志、佐藤 理央、岩崎 有紘、末永 聖武
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会(オンライン開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 海洋産リポペプチドMinnamide Aペプチド部の合成研究2021

    • Author(s)
      佐藤 理央、岸本 勇志、岩﨑 有紘、末永 聖武
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会(オンライン開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 特異な化学構造をもつ海洋産リポペプチドの生合成機構解明に基づく人工誘導体生産2020

    • Author(s)
      末永聖武
    • Organizer
      新学術領域研究「生合成リデザイン」第9回公開シンポジウム(オンライン開催)
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 海洋シアノバクテリア由来の生物活性物質2020

    • Author(s)
      末永聖武、岩﨑有紘、森田真布、佐藤英祐、照屋俊明、大野修
    • Organizer
      農芸化学会2020年度大会、九州大学伊都キャンパス、シンポジウム「農芸化学会シアノバクテリアと未来を描く」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 海洋産リポペプチドMinnamide A脂肪酸部分の合成研究12020

    • Author(s)
      岸本勇志・小林正幸・佐藤理央・岩﨑有紘・末永聖武
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 海洋産リポペプチドMinnamide A脂肪酸部分の合成研究22020

    • Author(s)
      小林正幸・佐藤理央・岸本勇志・岩﨑有紘・末永聖武
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
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  • [Presentation] 海洋産リポペプチドMinnamide Aペプチド部分の合成研究2020

    • Author(s)
      佐藤理央・小林正幸・岸本勇志・岩﨑有紘・末永聖武
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 海洋シアノバクテリア由来鎖状リポペプチドMinnamide Aの単離、構造決定および生物活性2019

    • Author(s)
      澄本慎平、小林正幸、佐藤理央、四宮誠一、岩﨑有紘、須田彰一郎、照屋俊明、犬塚俊康、大野修、末永聖武
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会(ウインクあいち)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室web

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~suenaga/

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      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2021-12-27  

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