ノトアミド類の生合成経路と生合成マシナリーの解明

• Project Area: Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification
• Project/Area Number: 25108719
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 塚本 佐知子 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (40192190)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 鏡像異性体 / 生合成 / Aspergillus / Diels-Alderase / 真菌 / アルカロイド / 分子内Diels-Alder反応

Outline of Annual Research Achievements

私たちは、能登半島で採集したAspergillus protuberusとハワイのキノコから単離したA. amoenus において、プレニル化インドールアルカロイドであるnotoamides Bとstephacidin Aの鏡像異性体が生産されていることを既に明らかにしている。鏡像異性体はDiels-Alderaseの関与により生合成されていると考えられるので、それら真菌の生合成遺伝子クラスターを解析したところ、notoamideの生合成に関与している遺伝子の相同性は71%であった。そこで、推定される生合成前駆体を用いた取り込み実験に加えて、発現させた酵素を用いた変換実験を行ない、鏡像異性体の生合成機構の解明を行った。以前から、2種の真菌においてversicolamide Bについては同じ(+)-体を生合成していることが不思議に思われていたが、最近A. amoenusの菌体から、versicolamide B の前駆体である6-epi-stephacidin Aの (+)-体と(-)-体が1:2.3の割合で得られた。この結果は、A. amoenusでは6-epi-stephacidin Aの両鏡像異性体が生合成されていることを示唆している。そして、A. amoenusではnotoamide S から(-)-notoamide Tを経てexo体である(-)-stephacidin Aと(+)-notoamide Bが生成するが、endo体に関しては6-epi-notoamide Tの鏡像異性体の両方が生成し、ピラン環が形成された後(+)-6-epi-stephacidin Aからピナコール転位が進行して (+)-versicolamide B が生成するが、その一方で、(-)-6-epi-stephacidin Aから先の反応は進行しないことを示しているといえる。すなわち、(+)-6-epi-stephacidin Aに対する酵素は存在するが、その鏡像異性体に対する酵素は存在していないと考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Bioconversions of 6-epi-notoamide T produces metabolites of unprecedented structures in a marine-derived Aspergillus sp. (2015)
  • Author(s): H. Kato, T. Nakahara, M. Yamaguchi, I. Kagiyama, J. M. Finefield, J. D. Sunderhaus, D. H. Sherman, R. M. Williams, S. Tsukamoto
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. Volume: 56 Issue: 1 Pages: 247-251
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.11.083
  • NAID: 120006897973
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Isolation of notoamide S and enantiomeric 6-epi-stephacidin A from the terrestrial fungus Aspergillus amoenus: Biogenetic implications. (2015)
  • Author(s): H. Kato, T. Nakahara, K. Sugimoto, K. Matsuo, I. Kagiyama, J. C. Frisvad, D. H. Sherman, R. M. Williams, S. Tsukamoto
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 17 Issue: 3 Pages: 700-703
  • DOI: 10.1021/ol5037198
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Variabines A and B, new β-carboline alkaloids from the marine sponge Luffariella variabilis (2014)
  • Author(s): E. Sakai, H. Kato, H. Rotinsulu, F. Losung, R. E. P. Mangindaan, N. J. de Voogd, H. Yokosawa, S. Tsukamoto
  • Journal Title: J. Nat. Med. Volume: 68 Issue: 1 Pages: 215-219
  • DOI: 10.1007/s11418-013-0778-8
  • NAID: 120006897985
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aaptoline A, a new quinoline alkaloid from the marine sponge Aaptos suberitoides (2014)
  • Author(s): Y.Kudo, R.E.P.Mangindaan, S.Tsukamoto
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 88 Issue: 1 Pages: 591-594
  • DOI: 10.3987/com-13-s(s)3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reticulatins A and B and hyrtioreticulin F from the marine sponge Hyrtios reticulatus (2013)
  • Author(s): K.Imada, S.Tsukamoto
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 69 Issue: 34 Pages: 7051-7055
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.06.043
  • NAID: 120006897987
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Manzamine A, a marine-derived alkaloid, inhibits accumulation of cholesterol ester in macrophages and suppresses hyperlipidemia and atherosclerosis in vivo (2013)
  • Author(s): K.Eguchi, R.E.P.Mangindaan, S.Tsukamoto
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 21 Issue: 13 Pages: 3831-3838
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.04.025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and bioconversions of notoamide T: a biosynthetic precursor to stephacidin A and notoamide B. (2013)
  • Author(s): J. D. Sunderhaus, T. J. McAfoos, J. M. Finefield, H. Kato, S. Li, S. Tsukamoto, D. H. Sherman, R. M. Williams
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Issue: 1 Pages: 22-25
  • DOI: 10.1021/ol302901p
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spongiacidin C, a bromopyrrole alkaloid from the marine sponge Stylissa massa, functions as a USP7 inhibitor (2013)
  • Author(s): M.Yamaguchi, R.E.P.Mangindaan, S.Tsukamoto
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 23 Issue: 13 Pages: 3884-3886
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.04.066
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Siladenoserinols A-L: New Sulfonated Serinol Derivatives from a Tunicate as Inhibitors of p53-Hdm2 Interaction. (2013)
  • Author(s): Nakamura, Y.
  • Journal Title: Org. Lett. Volume: 15 Issue: 2 Pages: 322-325
  • DOI: 10.1021/ol3032363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Himeic acids E-G, new 4-pyridone derivatives from a culture of Aspergillus sp. (2013)
  • Author(s): T. Kuwana, M. Miyazaki, H. Kato, S. Tsukamoto
  • Journal Title: Chem. Pharm. Bull. Volume: 61 Pages: 105-107
  • NAID: 130003360720
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Aspergillus amoenusが産生するインドールアルカロイドversicolamide Bおよび6-epi-stephacidin Aの光学純度と生成機構の考察 (2015)
  • Author(s): 加藤光、松尾佳苗、中原高志、塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第135回年会
  • Place of Presentation: 神戸（神戸学院大学・兵庫医療大学）
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] Aspergillus taichungensisから得られた新規notoamide 類縁体の構造 (2015)
  • Author(s): 賀儀山一平、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第135回年会
  • Place of Presentation: 神戸（神戸学院大学・兵庫医療大学）
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] Aspergillus taichungensisから得られた新規Notoamide類縁体の構造と推定生合成経路について (2014)
  • Author(s): 賀儀山一平、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 第31回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 福岡（第一薬科大学）
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 2種類の真菌が産生する鏡像異性体の発見と研究の展開 (2014)
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会北陸支部特別講演
  • Place of Presentation: 金沢（金沢大学自然科学研究科）
  • Year and Date: 2014-04-25
  • Invited
• [Presentation] Two new manzamine alkaloids isolated from the Indonesian marine sponges Acanthostrongylophora ingens (2014)
  • Author(s): Ahmed H. El-Desoky, Keisuke Eguchi, Tetsuro Kawabata, Hikaru Kato, Yukio Fujiwara, Motohiro Takeya, and Sachiko Tsukamoto
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
• [Presentation] インドネシア産Amphimedon属海綿から得られた新規骨格を有するジテルペンの構造と生物活性 (2014)
  • Author(s): 加藤光、川畑哲郎、塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
• [Presentation] Aspergillus taichungensisが産生するnotoamide類縁体の構造について (2014)
  • Author(s): 賀儀山一平、中原高志、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
• [Presentation] インドネシア産海綿Plakortis berguistaeから得られた新規polyketide endoperoxides の構造と抗菌活性 (2014)
  • Author(s): 具志堅政樹、桑名寿幸、川畑哲郎、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
• [Presentation] マクロファージ泡沫化阻害活性を示す bastadin誘導体の構造と活性について (2014)
  • Author(s): 江口 啓介、藤原 章雄、川畑哲郎、加藤 光、竹屋 元裕、塚本 佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
• [Presentation] 真菌由来アルカロイドの鏡像異性体に関する研究 (2014)
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
  • Invited
• [Presentation] ユビキチン化を標的とする創薬研究 (2014)
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 日本薬学会第134回年会
  • Place of Presentation: 熊本（熊本大学）
  • Invited
• [Presentation] 海綿から得られたUSP7阻害物質spongiacidin C (2013)
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 第8回化学生態学研究会
  • Place of Presentation: 函館（湯の川プリンスホテル渚亭）
• [Presentation] マンザミンによる動脈硬化改善作用について (2013)
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 第8回化学生態学研究会
  • Place of Presentation: 函館（湯の川プリンスホテル渚亭）
  • Invited
• [Presentation] Search for new inhibitors of the ubiquitin-proteasome system from natural sources for drug development (2013)
  • Author(s): Sachiko Tsukamoto
  • Organizer: The 35nd NAITO COBFERENCE ON The Ubiquitin-Proteasome System: From Basic Mechanisms to Pathophysiological Roles
  • Place of Presentation: 札幌（シャトレーゼ・ガトーキングダム）
• [Presentation] Xestoquinone 二量体の絶対立体配置の決定と新規 xestoquinone類縁体の構造 (2013)
  • Author(s): 田之頭夏希、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 日本生薬学会第60回年会
  • Place of Presentation: 石狩郡当別町（北海道医療大学当別キャンパス）
• [Presentation] 海綿Hyrtios reticulatus由来reticulatins A, Bおよびhyrtioreticulin Fの絶対立体配置の決定 (2013)
  • Author(s): 坂井恵理子、今田久美子、根平達夫、川端哲郎、加藤光、塚本佐知子
  • Organizer: 日本生薬学会第60回年会
  • Place of Presentation: 石狩郡当別町（北海道医療大学当別キャンパス）
• [Presentation] Search for new drug leads, which can enhance the effect of p53, from marine organisms (2013)
  • Author(s): Sachiko Tsukamoto, Hikaru Kato, and Tetsuro Kawabata
  • Organizer: XIV International Symposium on Marine Natural Products
  • Place of Presentation: La Toja Island (Spain) (Hotel Hesperia La Toja)
• [Presentation] 海綿Acanthostrongylophora ingens由来manzamineの動脈硬化抑制作用と新規manzamine類縁体の構造 (2013)
  • Author(s): 加藤光、江口啓介、古里あかね、藤原章雄、根平達夫、竹屋元裕、塚本佐知子
  • Organizer: 第55回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 京都（同志社大学寒梅館）
• [Presentation] 脱ユビキチン化酵素USP7阻害物質spongiacidin Cの海綿からの単離と活性について (2013)
  • Author(s): 山口 道考、塚本 佐知子
  • Organizer: 第5回食品薬学シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都（京都大学薬学部記念講堂）
• [Presentation] Marine Natural Products Inhibiting the Ubiquitin-proteasome System (2013)
  • Author(s): Sachiko Tsukamoto
  • Organizer: International Symposium on Natural Products Chemistry and Chemical Biology 2013
  • Place of Presentation: 名古屋（ホテルルブラ王山）
  • Invited
• [Presentation] 海洋生物からのモノトリに関する最近の話題
  • Author(s): 塚本佐知子
  • Organizer: 理研シンポジウム「第14回 分析・解析技術と化学の最先端」
  • Place of Presentation: 和光（理化学研究所 鈴木梅太郎記念ホール）
  • Invited
• [Remarks] 熊本大学大学院生命科学研究部天然薬物学分野ホームページ
  • URL: http://kumamoto-natmed.net/index.html
• [Remarks] 熊本大学大学院生命科学研究部天然薬物学分野HP
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/shoyaku/site/TOP.html