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メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチドの創出

Publicly Offered Research

Project AreaBiosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
Project/Area Number 23108530
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 InstitutionNiigata University

Principal Investigator

佐藤 努  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords生合成 / 非天然型天然物 / 非リボソーム型ペプチド合成酵素 / メタゲノム / ペプチド / NRPS
Outline of Annual Research Achievements

チコリンの生合成に寄与する22個のモジュールからなる非リボソーム型ペプチド合成酵素の全塩基配列(約73 kb)を決定できた。ゲノム内に非常に類似した配列が多数存在することから、紆余曲折があったが、次世代シーケンサー解析、BACクローニング、PCR等によって達成することができた。チコリンの構成アミノ酸のDLは一部決定できていなかったが、Cドメインの配列情報から、立体化学を予想することができた。現在、チコリン生合成遺伝子の大腸菌への導入を試みている。
チコリン生合成遺伝子の全長配列決定に手間取っていたため、枯草菌由来のサーファクチン生合成も新たにターゲットに加えた。枯草菌でモジュール置換NRPSライブラリーを作るため、サーファクチンの2番目のモジュール遺伝子を破壊した枯草菌の作製や、導入するプラスミドの構築を達成した。したがって、枯草菌由来サーファクチン生合成遺伝子発現系を構築できた。
汚泥、温泉、水田、堆肥などの土壌から抽出したメタゲノムを鋳型として、数種の組み合わせの保存アミノ酸配列の縮重プライマーを用いてPCRした。ある組み合わせにおいてNRPSと推定されるサイズのバンドが確認できた。プラスミドに導入後、数個のクローンのDNA配列を確認したところ、ほとんどがNRPS遺伝子であり、かつ配列には多様性があることを確認できた。現在、メタゲノムからモジュールライブラリーを作製し、枯草菌由来サーファクチン生合成遺伝子発現系に導入し、非天然型ペプチドの創出を行っている。

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

    (24 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Identification of Novel Sesterterpene/Triterpene Synthase from Bacillus clausii2013

    • Author(s)
      T. Sato, H. Yamaga, S. Kashima, Y. Murata, T. Shinada, C. Nakano, T. Hoshino
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 14 Issue: 7 Pages: 822-825

    • DOI

      10.1002/cbic.201300035

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unique Biosynthesis of Sesquarterpenes (C35 Terpenes)2013

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      Volume: in press

    • NAID

      130003361120

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  • [Journal Article] ユニークなセスクアテルペン(C35テルペン)生合成経路:今までに類のない新型と二機能性テルペン環化酵素の同定2012

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 50 Pages: 622-623

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insight into the pathway for biosynthesis of sesquarterpenes in nonpathogenic Mycobacterium species : Identification of heptaprenylcycli-14E,18E-diene2012

    • Author(s)
      佐藤努
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett

      Volume: (印刷中) Issue: 20 Pages: 2522-2524

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2012.03.019

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    • Author(s)
      佐藤努
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 133 Issue: 25 Pages: 9734-9737

    • DOI

      10.1021/ja203779h

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  • [Journal Article] Bifunctional triterpene/sesquarterpene cyclase : tetraprenyl-β-curcumene cyclase is also squalene cyclase in Bacillus megaterium2011

    • Author(s)
      佐藤努
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 133 Issue: 44 Pages: 17540-17543

    • DOI

      10.1021/ja2060319

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    • Author(s)
      伊藤遼介
    • Journal Title

      Org.Lett

      Volume: 13 Issue: 10 Pages: 2678-2681

    • DOI

      10.1021/ol200777d

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    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-24
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      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-24
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      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-24
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      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-24
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    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      科学研究費補助金新学術領域研究生合成マシナリー第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-12-07
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  • [Presentation] メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチド創出2012

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      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部会
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      新潟
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      2012-10-27
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    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2012-10-27
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mycobacterium属細菌由来セスクアテルペン生合成経路の解析2012

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      第56回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2012-10-27
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  • [Presentation] 新規非環状セスタテルペン、トリテルペンおよび新規二機能性テルペン合成酵素の同定2012

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      第56回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2012-10-27
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  • [Presentation] 新規非環状セスタテルペン・トリテルペンおよび2つの新規二機能性酵素によって触媒されるhead-to-tail生合成2012

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      第22回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2012-09-29
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Biosynthesis of sesquarterpenes (C35 terpenes): identification of a new terpene cyclase and a bifunctional terpene cyclase2012

    • Author(s)
      佐藤 努
    • Organizer
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      2012-06-17
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  • [Presentation] 好アルカリ性Bacillus属細菌由来の新規非環状セスタ・トリテルペンおよび新規テルペン合成酵素の同定2012

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      山鹿宏彰
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-03-24
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  • [Presentation] セスクアテルペン(C_<35>テルペン):新型テルペン環化酵素の同定2011

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      吉田悟
    • Organizer
      第55回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2011-11-20
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  • [Presentation] Bacillus属由来のsesquarterpenes(C_<35>テルペン):新型テルペン環化酵素と二機能性テルペン環化酵素の同定2011

    • Author(s)
      佐藤努
    • Organizer
      第21回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
    • Place of Presentation
      島根
    • Year and Date
      2011-11-04
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  • [Presentation] メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチドの創出2011

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      佐藤努
    • Organizer
      科学研究費補助金新学術領域研究生合成マシナリー第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-11-03
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  • [Presentation] 細菌由来のsesquarterpenes (C_<35>テルペン):ユニークな生合成酵素の同定と新規天然物探索2011

    • Author(s)
      佐藤努
    • Organizer
      第53回天然有機化合物討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2011-09-28
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  • [Remarks] 新潟大学研究者総覧

    • URL

      http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/rs/staff/?userId=363lang=

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Published: 2013-05-31   Modified: 2018-03-28  

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