2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of versatile synthesis for fungal natural products by reconstitution of biosynthetic machinery
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15H01835
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
及川 英秋 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00185175)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生合成 / 天然物 / テルペン / ペプチド / 麹菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糸状菌に見出される二機能性（基質供給／環化ドメイン）C20/C25テルペン環化酵素（TS）遺伝子の網羅的発現解析の一環として、植物病原菌Bipolaris maydis およびPhoma betaeより、3種および1種のC25-TSを選び、発現したところ、４種のtype A型環化生成物を得た。共通の生合成中間体由来と予想される２環性テルペンを１種、３環性を２種、４環性を一種得た。それらの絶対配置を含めた構造決定を行ったところ、３回ある環化において、面選択性が異なる立体異性体が生成していることがわかった。既にシクロペンタン環を与える二種類の環化モードA（5/15員環）, （5/11員環）Bがあることを提唱していたが、これに対応するC20/C25-TSは、二種に分類された。20種以上のTS遺伝子の機能解析を試み、上記４種を含む８種、さらに既知の７種も含めて、系統樹上の代表的なクレードを網羅することで、100種以上の遺伝子の機能がおおよそどのような機能を持つかやC20とC25テルペンの作り分けが予想可能になった。またH27年度に報告したtype A型環化酵素の触媒機構を分子軌道計算にて検証し、二種の環化経路があることを突き止め、部位特異的変異実験で区別可能なことを見出した。合わせて立体異性体を自在に作る機構を提唱した。
Cochliobolus属菌、Colletotrichum属菌などの植物病原菌が感染時特異的に発現している生合成遺伝子クラスターを麹菌で発現させ、terpestacin, betaestacinという既知およびテルペン系新規物質の生産に成功した。Betaestacinの生産菌の初発酵素の遺伝子破壊を行い、分生子形成能を調べることにも成功した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Focused Genome Mining of Structurally Related Sesterterpenes: Enzymatic Formation of Enantiomeric and Diastereomeric Products2017
Author(s)
K. Narita, H. Sato, A. Minami, K. Kudo, L. Gao, C. Liu, T. Ozaki, M. Kodama, X. Lei, T. Taniguchi, K. Monde, M. Yamazaki, M. Uchiyama, H. Oikawa
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Journal Title
Organic Letters
Volume: 19
Pages: 6696～6699
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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