2020 Fiscal Year Annual Research Report
未踏の新奇ポリケタイド生合成遺伝子を標的とするポストゲノム型天然物探索
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17H05055
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浅井 禎吾 東北大学, 薬学研究科, 教授 (60572310)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天然物 / 生合成 / 合成生物学 / ゲノムマイニング / 活性天然物 / 糸状菌 / ポリケタイド合成酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、糸状菌のゲノム情報を材料として、ゲノムマイニングにより、ユニークなドメイン構造を有するポリケタイド合成酵素 (PKS)、もしくは、特徴的な遺伝子構成からなるPKSを探索し、それらを麹菌で異種発現することで、新規天然物や新規生合成システムの解明を目的として研究を行なった。ゲノムマイニングにより、非リボソーム型ペプチド合成酵素 (NRPS)と高還元型PKS (HR-PKS) のドメインが融合したユニークなドメイン構造を有するPKSを多数発見した。その中で、CaiCドメインを有する一群のPKSからなるクレードに着目し、麹菌での異種発現研究を実施した。まず、バッタから分離したDiscosia属菌のゲノム上に見出したPKSをクローニング後、麹菌に導入した。得られた形質転換株を培養し、HPLCにて代謝物の分析を行った。その結果、糸状菌ではこれまで報告例のない化合物群が生産された。その化合物は他の生物種では重要な化合物群であり、今回異種発現した酵素とは全く異なる酵素によって生合成されることが知られている。今回、糸状菌のゲノム上で見出した、ユニークなドメイン構造を有するPKSの異種発現により、非常に有名な天然物の生合成に関して、糸状菌において、これまで知られている生合成とは全く異なるシステムが存在するという、非常にユニークな成果を得ることができた。現在、発見した酵素について、in vitroでの酵素反応の検討や基質特異性など、詳細について検討を行っている。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Synthetic biology based construction of biological activity-related library of fungal decalin-containing diterpenoid pyrones2020
Author(s)
Kento Tsukada, Shono Shinki, Akiho Kaneko, Kazuma Murakami, Kazuhiro Irie, Masatoshi Murai, Hideto Miyoshi, Shingo Dan, Kumi Kawaji, Hironori Hayashi, Eiichi N. Kodama, Aki Hori, Emil Salim, Takayuki Kuraishi, Naoya Hirata, Yasunari Kanda & Teigo Asai
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Genome Mining Based Discovery of Fungal Macrolides Modified by glycosylphosphatidylinositol (GPI)-Ethanolamine Phosphate Transferase Homologues2020
Author(s)
Yohei Morishita, Yu Aoki, Mei Ito, Daisuke Hagiwara, Kensho Torimaru, Daichi Morita, Teruo Kuroda, Hanako Fukano, Yoshihiko Hoshino, Masato Suzuki, Tohru Taniguchi, Keiji Mori, and Teigo Asai*
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Journal Title
Organic Letters
Volume: 22
Pages: 5876-5879
DOI
Peer Reviewed
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