2019 Fiscal Year Research-status Report
生体膜脂質の機能攪乱を引き起こす天然物の探索と作用機序解析
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18K06717
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西村 慎一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 講師 (30415260)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天然物 / 生体膜 / 膜脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然有機化合物（天然物）は医薬や農薬、研究ツールの重要なリソースであることから盛んに探索研究が行われ、現在知られている化合物数は50万ともいわれる。近年では生理活性発現の基盤になる標的タンパク質を同定する様々な手法が開発されており、作用機序解析も盛んにおこなわれている。ところが、生体膜は重要な創薬標的であるにもかかわらず、そこを作用点とする天然物の研究例は限られている。そこで本研究では、生体膜への親和性を指標に天然物を探索し、それらの分子機能の解明を行うこととした。2年度目は、脂質と相互作用が期待される天然物の作用機序解析を推進した。海洋放線菌の培養液抽出液のスクリーニングにより得られた特殊脂肪酸である。本化合物は分裂酵母の野生株に対して生育阻害を示し、それはエルゴステロールの生合成変異株では顕著に抑制される。初年度に本化合物が細胞分裂に影響を与えることを見出しており、その詳細の解析を行った。まず、隔壁の形成位置と数に異常が出ることが蛍光顕微鏡下での定量解析から明らかになった。さらに、G2-M期に同調した変異株を用いると隔壁形成位置ではなく隔壁の数に異常が見られた。次に染色体分配への影響を検討したところ、期待通り異常が現れ、無核の娘細胞の形成といった特徴的な表現型がみられた。一方、細胞膜のエルゴステロールの局在を観察すると、本化合物処理により極性が失われることが明らかになった。次年度にはこれら現象の上下関係を明らかにし、特殊脂肪酸の作用経路を解明したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では新規天然物の探索と、膜標的型天然物の機能解析を行う。前者についてはスクリーニングサンプルの調整を行っており、新しい化合物の取得には至っていないものの、探索研究を次年度も継続する予定である。一方、後者については、これまで機能解析が全く行われていない特殊脂質分子について、細胞の隔壁形成と染色体分配に作用することを見出し、関連するタンパク質因子をいくつか同定している。それらの上下関係を明らかにすることで本化合物の作用経路の解明が期待できる。また、エルゴステロール生合成変異株が示す本化合物への耐性化のメカニズムについても解析中であり、分子機構解明によりエルゴステロールの新たな機能的側面が明らかになることが期待できる。これらを考慮し、おおむね順調に進んでいると考えている
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| Strategy for Future Research Activity |
膜脂質に作用する天然物の探索研究を継続し、膜脂質標的型天然物の作用解析研究では、特殊脂質分子の作用機構解析を行う。作用解析では細胞分裂に関連する各種変異株を作製し、それらを用いた形態学的解析を進める。また、共同研究によりケミカルゲノミクス解析を行い、得られた遺伝子情報を基盤にウェットの実験系を構築し、作用経路を明らかにする。
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[Journal Article] Isolation, Structure Elucidation, and Conformational Regulation of Myropeptins, Lipopeptides from the Fungus Myrothecium roridum.2019
Author(s)
Yoshimura, A., Nishimura, S.*, Suzuki, T., Hattori, A., Dohmae, N., Kato, T. & Kakeya, H.
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Journal Title
Org. Lett.
Volume: 21
Pages: 7524-7528
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chemical Interactions of Cryptic Actinomycete Metabolite 5‐Alkyl‐1,2,3,4‐tetrahydroquinolines through Aggregate Formation.2019
Author(s)
Sugiyama, R., Nakatani, T., Nishimura, S., Takenaka, K., Ozaki, T., Asamizu, S., Onaka, H. & Kakeya, H.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 58
Pages: 13486-13491
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Chemical Interactions of Actinomycete Metabolite 5-Alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines through Aggregate Formation.2020
Author(s)
Shinichi Nishimura, Ryosuke Sugiyama, Takahiro Nakatani, Kei Takenaka, Taro Ozaki, Shumpei Asamizu, Hiroyasu Onaka, & Hideaki Kakeya.
Organizer
Gordon Research Conference -Marine Natural Products-
Int'l Joint Research
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[Presentation] ステロールを標的にする抗真菌化合物セオネラミドによる細胞壁異常．2019
Author(s)
西村慎一, 菅長昭文, 松山晃久, 吉田稔, 徳倉将人, 掛谷秀昭 , 松永茂樹, 大隅正子, 生瀬義久, Vanessa S. D. Carvalho, Juan C. G. Cortes, Juan. C. Ribas.
Organizer
綜合画像研究支援（IIRS）創立十五周年記念シンポジウム
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