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芳香族ポリケタイド生合成マシナリー再構築に向けた比較ゲノム機能解析

Publicly

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 23108526
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 InstitutionMusashino University

Principal Investigator

市瀬 浩志  武蔵野大学, 薬学研究所, 教授 (40282610)

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生合成 / ゲノム / ポリケイタイド / 放線菌
Outline of Annual Research Achievements

Streptomyces coelicolorの生産する actinorhodin (ACT) は、ベンゾイソクロマンキノン系抗生物質(BIQ)に属する芳香族ポリケタイドである。本研究では、既知のBIQ関連生合成遺伝子クラスター3種類に加えて、別種放線菌のゲノムドラフト解析を行い、比較ゲノム解析に供することを中核とする。
(1) ACT生合成において6位酸化反応の基質となる中間体6デオキシジヒドロカラファンギン(DDHK)を生産する遺伝子再構成株(CH999/pIJ5659)にactVA-ORF5、gra-21およびmed-7を導入し、得られた形質転換体の代謝産物を分析したところ、actVA-ORF5、gra-21を導入した株は8-hydroxy-DHKを生産するのに対し、med-7導入株はDHK生産を確認した。この結果、ActVA-ORF5とGra-21はDDHKの6位および8位を連続して酸化する二機能性モノオキシゲナーゼであり、Med-7は6位のみを酸化する単機能性であること、さらに、ACT生合成は二量化前に8位水酸化反応が進行することが示された。
(2) Streptmyces tanashiensis JCM4086株のゲノムドラフト解析を実施し、総コンティグ数1,912、総コンティグ塩基数9,202,482 bpを得た。配列情報はBIQ基本骨格形成に必須のketosynthase(ActI-ORF1)との相同性を基準に解析したところ、6個のコンティグ配列を見出すことに成功した。特に全長22kbを有する#823の中には、別種放線菌が生産するmedermycin(MED)の生合成遺伝子クラスターとほぼ同一配列であった。JCM4086株からMEDを生産する報告はこれまでなくバイオインフォマティクスから潜在的な菌代謝産物の生産性を予測できる有用な知見と考えられる。

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

(8 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Biosynthetic conclusions from the functional dissection of oxygenases fro biosynthesis of actinorhodin and related Streptomyces antibiotics2013

    • Author(s)
      Takaaki Taguchi, Masaki Yabe, Hitomi Odaki, Miki Shinozaki, Mikko Metsa-Ketela, Takao Arai, Susumu Okamoto, Koji Ichinose
    • Journal Title

      Chemistry Biology

      Volume: 20 Pages: 510-520

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2013.03.007

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of the actinorhodin monomer and its related compound from a deletion mutant of the actVA4 gene of Streptomyces coelicolor A3(2)2012

    • Author(s)
      Takaaki Taguchi
    • Journal Title

      Bioorganic Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 22 Pages: 5041-5045

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.06.005

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epoxyquinone formation by a two-component flavin-dependent monooxy-genase involved in biosynthesis of the antibiotic actinorhodin2011

    • Author(s)
      Takaaki Taguchi
    • Journal Title

      Chem Bio Chem

      Volume: 12 Pages: 2767-2773

    • DOI

      10.1002/cbic.201100571

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 芳香族ポリケタイド生合成解明に向けたStreptomyces tanashiensisのゲノム解析2013

    • Author(s)
      鶴見桜子
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌由来二成分系フラビン依存型モノオキシゲナーゼによるエポキシ化反応の解析2012

    • Author(s)
      田口貴章
    • Organizer
      日本薬学会第132回年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2012-03-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional Analysis of Oxidative Tailoring Enzymes in the Biosynthesis of Aromatic Polyketides2012

    • Author(s)
      Koji Ichinose
    • Organizer
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis 8th US-Japan Seminar: Enzymology・Structural Biology・Drug Discovery・Genome Mining
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 武蔵野大学薬学部・薬学研究所生薬化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.musashino-u.ac.jp/yakugaku/shoyakukagaku/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.musashino-u.ac.jp/yakugaku/shoyakukagaku/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-05   Modified: 2018-03-28  

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