2017 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of bioactive compounds by activation and engineering of microbial secondary metabolite biosynthetic genes
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15H02445
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長田 裕之 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 副センター長 (80160836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 直樹 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90442946)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生物活性物質 / ケミカルバイオロジー / 二次代謝産物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然物、特に微生物代謝産物から、抗生物質、抗がん剤、免疫抑制剤など多くの医薬品が開発されてきた。近年、合成化合物が創薬の探索源として用いられることが多いが、生物活性の強さ、構造多様性では天然物が優れている。本研究では、我々が構築してきた新世代ケミカルバイオロジー研究基盤を利用して新規生物活性物質の創出を目指してきた。
今年度も引き続き、パスウェイ工学およびNPPlotデータベースを駆使し、新規微生物代謝産物の取得に取り組んだ。これまでの解析で見出した有用代謝産物の生合成遺伝子クラスターの解析を行った。それにより、生合成経路の全容を明らかにするとともに、生合成経路遺伝子クラスター改変により多様な構造の類縁化合物を収集し、生物活性評価に供することで、今後の農薬開発に資する構造活性相関を得た。また、イネいもち病菌をモデルとした二次代謝制御系の解析から、植物感染との関連が指摘されている代謝物の生産制御を担う経路特異的転写活性化因子の同定に成功した。リベロマイシン生合成遺伝子発現を活性化する外来因子（バイオメディエーター）の解析では、候補化合物の構造最適化を行い、放線菌での作用標的を同定した。本化合物が他の放線菌においても、二次代謝物生産誘導が可能であることを実証した。NPPlotを活用した化合物探索では、ユニークな環構造を有する糸状菌代謝産物の取得に成功した。真菌版MorphoBaseを用いた抗真菌物質のスクリーニングにより、Candida albicansに対して興味深い形態変化を誘導する活性を見いだし、その放線菌培養物より、活性本体の特定に成功した。
以上のように、微生物代謝産物を起点としたケミカルバイオロジー研究に取り組んだ結果、微生物二次代謝を活性化するバイオメディエーターや病原性真菌C. albicansに対する興味深い作用を示す放線菌代謝物など、今後の新規生物活性物質の創出につながる十分な成果が得られた。
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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] Biosynthesis and Structure-Activity Relationship Studies of Okaramines That Target Insect Glutamate-Gated Chloride Channels2018
Author(s)
Kato N, Furutani S, Otaka J, Noguchi A, Kinugasa K, Kai K, Hayashi H, Ihara M, Takahashi S, Matsuda K, Osada H.
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Journal Title
ACS Chem Biol
Volume: 13
Pages: 561-566
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of a gene cluster for telomestatin biosynthesis and heterologous expression using a specific promoter in a clean host2017
Author(s)
Amagai K, Ikeda H, Hashimoto J, Kozone I, Izumikawa M, Kudo F, Eguchi T, Nakamura T, Osada H, Takahashi S, Shin-Ya K.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: 3382
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Identification of a trichothecene production inhibitor by chemical array and library screening using trichodiene synthase as a target protein2017
Author(s)
Maeda K, Nakajima Y, Motoyama T, Kondoh Y, Kawamura T, Kanamaru K, Ohsato S, Nishiuchi T, Yoshida M, Osada H, Kobayashi T, Kimura M.
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Journal Title
Pestic Biochem Physiol
Volume: 138
Pages: 1-7
DOI
Peer Reviewed
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