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未利用遺伝子資源の発掘研究と合成生物学的手法による次世代微生物触媒の開発

Publicly Offered Research

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 23108521
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 InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

鮒 信学  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (70361574)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords放線菌 / ポリケタイド / ポリケタイド合成酵素 / ピロン / III型ポリケタイド合成酵素 / 生合成
Outline of Annual Research Achievements

放線菌Streptomyces reveromyceticusのゲノム情報から、相同性検索により、機能未知III型ポリケタイド合成酵素(III型PKS)、9488を見出した。9488遺伝子を放線菌用の高コピープラスミドベクターpIJ6021にクローニングし、pIJ6021-9488を作製した。S. lividans TK21/pIJ6021-9488を培養したところ、その上清から未知化合物が4種見出された。これら未知化合物をMS、NMR解析により構造決定したところ、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneおよびその類縁体3種であることが分かった。
常法により組換え9488を調製した。上記の化合物の構造から、9488は放線菌生体内においてβケト酸のアシルキャリアプロテイン(ACP)エステルをスターター基質に用いると考えられた。そこでACPのアナログであるN-acetylcysteamine (NAC)を用いβケト酸とのエステル(3-oxo-C9-NAC)を有機合成により調製した。スターター基質3-oxo-C9-NACを伸長鎖基質methylmalonyl-CoA、組換え9488と共に振とうしたところ、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneが得られた。9488のmethylmalonyl-CoAに対するミカエリス定数(Km値)は3.70 ± 0.47 μM、回転数kcat は26.6 ± 1.1 min-1 (n = 3, mean ± S.E.)であった。9488は、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneを主生成物にする。そのため、9488を”methyl pentyl pyrone synthase(MPPS)”と命名した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] The omethyltransferase SrsB catalyzes the decarboxylative methylation of alkylresorcylic acid during phenolic lipid biosynthesis by Streptomyces griseus2012

    • Author(s)
      Nakano, C., Funa, N., Ohnishi, Y., and Horinouchi, S
    • Journal Title

      J. Bacteriol

      Volume: 194 Issue: 6 Pages: 1544-1551

    • DOI

      10.1128/jb.06406-11

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fatty acyl-AMP ligase involvement in the production of alkylresorcylic acid by a Myxococcus xanthus type III polyketide synthase2011

    • Author(s)
      Hayashi, T., Kitamura, Y., Funa, N., Ohnishi, Y. and Horinouchi, S
    • Journal Title

      Chembiochem

      Volume: 12 Issue: 14 Pages: 2166-2176

    • DOI

      10.1002/cbic.201100344

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Streptomyces reveromyceticus由来の新規III型ポリケタイド合成酵素の機能解析2013

    • Author(s)
      小野寺渓斗
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪酸合成酵素の阻害によるポリケタイドの増産2013

    • Author(s)
      山梨智也
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪酸合成酵素遺伝子の破壊によるポリケタイドの増産2013

    • Author(s)
      大石奈穂美
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodococcus jostii RHA1株におけるβ-ケトアジピン酸経路の新規バイパス経路の解析2012

    • Author(s)
      山梨智也
    • Organizer
      日本農芸化学会大会2012
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Rhodococcus jostii RHA1株におけるβケトアジピン酸経路の新規バイパス経路の解析2012

    • Author(s)
      山梨智也
    • Organizer
      日本放線菌学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Biosynthesis of Aromatic Polyketide by Type III Polyketide Synthases2012

    • Author(s)
      Nobutaka Funa
    • Organizer
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis 2012
    • Place of Presentation
      Hyogo, Japan
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 未利用遺伝子資源の発掘と合成生物学的手法による微生物触媒の開発2012

    • Author(s)
      鮒 信学
    • Organizer
      生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御、第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Microbial production of plant polyketides by utilizing diverse reactions of type III polyketide synthases2011

    • Author(s)
      Nobutaka Funa
    • Organizer
      International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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