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2019 Fiscal Year Research-status Report

ペプチドを基質とする新規立体反転酵素の解析

Research Project

Project/Area Number 18K05449
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小笠原 泰志  北海道大学, 工学研究院, 助教 (20732986)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsエピメラーゼ / 酵素 / 天然物 / ペプチド / 阻害剤
Outline of Annual Research Achievements

(1) 新規ペプチドエピメラーゼMurLの反応機構の解析: 当研究室で植物病原菌(Xanthomonas)に見出したペプチドエピメラーゼMurLは、反応にATPを補基質として要求する点で新規な酵素である。MurLの反応解析を行うべく、予想した反応機構に基づき提案した基質類縁体について、酵素的、有機合成的手法を用いて調製した。また、これらを用いた反応解析を行い、MurLの反応機構について解析を進めた。
(2)MurL/MurD2阻害剤の探索: 放線菌やカビの培養物ライブラリーのスクリーニングにより昨年度までに単離した新規ペプチドグリカン生合成経路の阻害剤について、NMRやX線結晶解析により、培養物サンプル中の活性本体はアクチノマイシン Dと決定した。また、本化合物のXanthomonas属細菌に対する抗菌活性の最少阻止濃度を明らかにした。さらに、組換え酵素を用いたin vitro実験で本化合物の阻害ターゲットであるMurD2の反応速度定数やアクチノマイシンDの阻害定数を決定した。
(3)ラッソペプチド天然物MS-271生合成に関わるエピメラーゼの探索: 生産菌Streptomyces sp. M-271に見出したMS-271生合成遺伝子クラスター中の機能未知遺伝子(mslH)について、大腸菌や放線菌を宿主にしたin vivo実験や、精製酵素を用いたin vitro実験で異性化活性の検出を行った。その結果、予想したペプチドを基質に異性化反応の進行が確認できた。また、本酵素について補酵素の要求性や基質特異性についての解析にも着手した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

MurLの反応機構解析に向けて必要な類縁体などの調製と反応解析を行った、また、MS-271の生合成について異性化活性が確認できており、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

おおむね順調に推移しており、当初の計画に沿って研究を進める。特に、MurLの反応機構の解析について阻害剤の合成とこれを利用した実験を継続する。

Causes of Carryover

当初購入を予定していたより試薬の購入費用が抑えられたため。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Involvement of Peptide Epimerization in Poly-γ-glutamic Acid Biosynthesis2019

    • Author(s)
      Ogasawara Yasushi、Shigematsu Mayuko、Sato Shota、Kato Hinata、Dairi Tohru
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 21 Pages: 3972~3975

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b01121

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of actinomycin D as a specific inhibitor of the alternative pathway of peptidoglycan biosynthesis2019

    • Author(s)
      Ogasawara Yasushi、Shimizu Yohei、Sato Yohei、Yoneda Tomoki、Inokuma Yasuhide、Dairi Tohru
    • Journal Title

      The Journal of Antibiotics

      Volume: 73 Pages: 125~127

    • DOI

      10.1038/s41429-019-0252-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vitro characterization of MitE and MitB: Formation of N-acetylglucosaminyl-3-amino-5-hydroxybenzoyl-MmcB as a key intermediate in the biosynthesis of antitumor antibiotic mitomycins2019

    • Author(s)
      Ogasawara Yasushi、Nakagawa Yo、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Dairi Tohru
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 29 Pages: 2076~2078

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.07.009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Investigation of a novel epimerase in the biosynthesis of D-tryptophan containing lasso peptide, MS-2712020

    • Author(s)
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi
    • Organizer
      2020年日本農芸化学会大会、福岡
  • [Presentation] Involvement of peptide epimerization in poly-gamma-glutamic acid biosynthesis2019

    • Author(s)
      ○Yasushi Ogasawara, Mayuko Shigematsu, Shota Sato, Hinata Kato, and Tohru Dairi
    • Organizer
      SIMB annual meeting, Washington DC
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712019

    • Author(s)
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, Satoshi Nomura, Tohru Dairi
    • Organizer
      International Symposium on Biopolymer Synthesis and Degradation, Sapporo
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ペプチドグリカン新規生合成経路阻害剤の探索2019

    • Author(s)
      ○清水庸平、佐藤洋平、小笠原泰志、米田友貴、猪熊泰英、大利徹
    • Organizer
      第34回日本放線菌学会大会、札幌
  • [Presentation] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712019

    • Author(s)
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, Satoshi Nomura, Tohru Dairi
    • Organizer
      Chemical Biology and Drug Discovery. Cold Spring HarborAsia Conferences, Suzhou, China
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリグルタミン酸生合成における新規エピメリ化反応2019

    • Author(s)
      ○佐藤将太、重松真由子、加藤陽菜多、小笠原泰志、大利徹
    • Organizer
      第71回日本生物工学会大会、岡山
  • [Presentation] Exploration of futalosine pathway specific inhibitors2019

    • Author(s)
      ○Yohei Shimizu, Kensuke Kondo, Yohei Sato, Yasushi Ogasawara and Tohru Dairi
    • Organizer
      International Symposium on Biopolymer Synthesis and Degradation, Sapporo
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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