2016 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism regulating the function of a natural cytotoxin
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15K12740
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
脇本 敏幸 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (70363900)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カリクリンA / 生合成 / 海綿共生微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海綿動物Discodermia calyxに含まれるcalyculin Aはタンパク質脱リン酸化酵素1および2Aを特異的に阻害し、極めて強力な細胞毒性を示す。我々は海綿メタゲノムよりcalyculin A生合成遺伝子クラスターの取得に成功し、詳細な生合成経路の解析を進めている。その過程で見出したリン酸基転移酵素CalQがcalyculin Aにリン酸基を付与し、ピロリン酸基を含むphosphocalyculin Aを生成することを明らかにした。Phosphocalyculin Aの細胞毒性は約1,000倍低下しており、calyculin Aのprodrug体であることが示唆された。また、遺伝子クラスターの局在を解析することで、calyculin Aは海綿共生微生物Entotheonellaによって生合成されることを突き止めた。これらのことから、海綿共生微生物はより低毒性なphosphocalyculin Aを生産することで、動物であるホスト側への毒性を軽減していることが示唆される。さらにCalyculin Aは抗菌活性を示さないことから、生産者であるEototheonellaに対しての毒性はないものと考えられる。そのため、この巧妙な物質生産機構には共生微生物と海綿動物間のクロストークが伺える。本研究ではphosphocalyculin Aからcalyculin Aへの変換を担う脱リン酸化酵素の同定を試みた。海綿粗酵素液の段階で見出された脱リン酸化活性を指標に硫安分画や各種クロマトグラフィー法を組み合わせ、比活性が粗酵素液よりも約10万倍濃縮した活性画分を得ることに成功した。SDS-PAGEによって活性画分に特異的なバンドが確認できたことから、該当するバンドを切り出し、MS/MS解析に供した。しかしながら、タンパク量が微量であったため、アミノ酸配列の解析には至らなかった。そこで、さらにザイモグラフィーを用いて、ゲルの切り出し、活性試験を繰り返し、該当するバンドの取得を試みた。得られたタンパク質のアミノ酸配列の解析を現在進めている。
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[Journal Article] Characterization of giant modular PKSs provides insight into genetic mechanism for structural diversification of aminopolyol polyketides2017
Author(s)
Zhang, L., Hashimoto, T., Qin, B., Hashimoto, J., Kozone, I., Kawahara, T., Okada, M., Awakawa, T., Ito, T., Asakawa, Y., Ueki, M., Takahashi, S., Osada, H., Wakimoto, T., Ikeda, H., Shin-ya, K., Abe, I.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 56
Pages: 1740-1745
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] An unusual chimeric diterpene synthase from Emericella variecolor and its functional conversion to a sesterterpene synthase by domain swapping2016
Author(s)
Qin, B., Matsuda, Y., Mori, T., Okada, M., Quan, Z., Mitsuhashi, T., Wakimoto, T., Abe, I.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 55
Pages: 1658-1661
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Concise synthesis of anserine: efficient solvent tuning in asymmetric hydrogenation reaction2016
Author(s)
Yamashita, M., Shimizu, K., Koizumi, Y., Wakimoto, T., Hamashima, T., Asakawa, M., Inai, M., Kan, T.
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Journal Title
Synlett
Volume: 27
Pages: 2734-2736
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Syntheses of methylated catechins and theaflavins using 2-nitrobenzenesulfonyl group to protect and deactivate phenol2016
Author(s)
Asakawa, T., Kawabe, A., Yoshida, Y., Aihara, T., Manabe, Y., Hirose, A., Sakurada, M., Inai, Y., Harashima, T., Furuta, T., Wakimoto, T., Kan, T.
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Journal Title
J. Antibiot.
Volume: 69
Pages: 299-312
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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