2014 Fiscal Year Annual Research Report
二次代謝産物生合成マシナリー構築用モデル宿主の開発
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
22108006
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
池田 治生 北里大学, その他の研究科, 教授 (90159632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松 護 北里大学, その他の研究科, 講師 (40414057)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | テルペン化合物 / 異種発現 / 休眠遺伝子 / 国際情報交換 / 米国 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放線菌はアミノグリコシド、ポリケタイド、およびペプチド化合物など医薬品として重要な代謝産物を生産することが知られている。放線菌とともに糸状菌や植物も２次代謝産物を生産することが知られており、特にテルペン化合物は植物の特異的な主要代謝産物であるとこれまで理解されてきた。一方、放線菌を含む細菌からのテルペン化合物の生成は極めて少なく、数種の異臭物質が細菌のテルペン化合物であると理解されていた。植物のテルペン合成酵素のアミノ酸配列は互いに相同性が高いため比較的容易にそれらの遺伝子の取得などが可能であったが、放線菌を含む細菌のテルペン合成酵素のアミノ酸配列は相同性が乏しく容易にそれらの遺伝子を単離することが困難であった。植物、糸状菌および放線菌のテルペン合成酵素のアミノ酸配列から触媒活性に重要と思われる領域を中心に隠れマルコフモデルを作製し、最終的に公開データーベースに登録されているおよそ900万の細菌タンパク質から262個のテルペン合成酵素と推定されるタンパク質を選択することができた。これらのタンパク質のアミノ酸配列のアラインメントから系統解析を行い、独立した系統群は新規な触媒活性が期待されるため、これらのタンパク質をコードする遺伝子の異種発現を試みた。異種発現系は本研究の初期に開発した系を用い、強制発現、さらには前駆体供給を期待したポリプレニル二リン酸合成酵素との共発現によって評価を行った。検討をおこなったほとんどの遺伝子の発現株はテルペン化合物を蓄積していた。なお、元菌を単に培養した場合は、これらのテルペン化合物が蓄積しないことから、ほとんどのテルペン合成酵素遺伝子は休眠状態であると結論された。異種発現をさせた培養菌体から蓄積した化合物を各種クロマトグラフィーで単離精製した。解析の結果、13種の新規な骨格を有するテルペン化合物であることが明らかとなった。
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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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