環状アミン・ポリケタイド融合化合物の生合成研究と微生物生産
Publicly Offered Research
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
25108721
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
鮒 信学 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (70361574)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | アルカロイド / 生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルカロイドは有史以前から鎮痛剤、治療薬、嗜好品、染料として用いられているが、その生合成には不明な点が多い。tropane alkaloidの生合成はN-methyl-Δ1-pyrroliniumと3-oxoglutaric acidの分子間不斉Mannich反応を鍵反応とするが、本反応を触媒する酵素は同定されていない。
N-methyl-Δ1-pyrroliniumはリジン由来のアルカロイドの生合成中間体であり、その微生物生産系はアルカロイドの安価大量生産を可能にする。我々はN-methyl-Δ1-pyrroliniumを生産する組換え大腸菌を作製した。タバコNicotiana tabacum由来のPMTとMPOのcDNAを大腸菌で発現させ、各生成物のダンシル化体をHPLC、LC-MSにより分析した。その結果、PMTを発現させた大腸菌はmethylputrescineを生産した。PMTとMPOを共発現させた大腸菌ではmethylputrescineの生産量が減少しており、また、PMTとMPOのin vitro反応では微量の4-methylaminobutanalが検出された。N-methyl-Δ1-pyrroliniumは不安定な化合物のため、大腸菌内で安定に存在できないと考えられる。
次に、N-methyl-Δ1-pyrroliniumを合成した。NMRおよびMS解析により同定し、固相抽出法および陽イオン交換カラムを用いたHPLC分析系を構築した。
最後に、植物由来のcDNA の微生物における発現ライブラリーを作製した。4種類の植物の葉からのライブラリーの構築に成功した。今後、N-methyl-Δ1-pyrrolinium、3-oxoglutaric acidと反応させることで不斉Mannich反応を触媒する酵素をスクリーニングする
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Detection of oxygen addition peaks for terpendole E and related indole-diterpene alkaloids in a positive-mode ESI-MS2014
Author(s)
Hongo, Y., Nakamura, T., Takahashi, S., Motoyama, T., Hayashi, T., Hirota, H., Osada, H., and Koshino, H.
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Journal Title
Journal of Mass Spectrometry
Volume: 49
Issue: 12
Pages: 537-542
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Structural basis for cyclization specificity of two Azotobacter type III polyketide synthases: a single amino acid substitution reverses their cyclization specificity2013
Author(s)
Satou, R., Miyanaga, A., Ozawa, H., Funa, N., Katuyama, Y., Tanokura, M., Ohnishi, Y., and Horinouchi
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 288
Pages: 34146-34157
Related Report
Peer Reviewed
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