2019 Fiscal Year Research-status Report

これまでにない独創的な糸状菌ペプチド天然化合物群の開拓と新規抗生物質の探索研究

Research Project

Project/Area Number	18K19388
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	浅井禎吾東北大学, 薬学研究科, 教授 (60572310)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	天然物 / 糸状菌 / ペプチド天然物 / 非リボソーム型ペプチド合成酵素 / ゲノムマイニング / 生合成 / 異種発現
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、ゲノムマイニングと異種発現を基盤とするポストゲノム型天然物探索により、糸状菌のゲノム上に存在する未開拓なペプチド天然物を獲得することを目的としている。今年度は、これまでに当研究室で解読した、23種の糸状菌のゲノム情報を用いて、非リボソーム型ペプチド合成酵素 (NRPS) を含め生合成遺伝子クラスターを探索した。その結果、100種近くの生合成遺伝子クラスターが見出された。次に、すべてのNRPSのドメイン解析および各クラスターの詳細な解析を行い、ユニークなドメイン構造を有するNRPSおよびユニークな生合成遺伝子の組み合わせからなる生合成遺伝子クラスターを抽出した。今回は、後者のユニークな生合成遺伝子の組み合わせに着目し、なかでも、NRPSと高還元型ポリケタイド合成酵素 (HR-PKS)を含むクラスターを選抜して麹菌を用いた異種発現実験を行なった。その中で、Chaetommium mollipiliumに見出した生合成遺伝子クラスター (HR-PKSおよびNRPSに加え、アシル基転移酵素、アシルCoAリガーゼ) を麹菌で異種発現させたところ、新規デプシペプチドの創製に成功した。現在、詳細な構造決定を行なっている。この他にも、HR-PKSとNRPSを含むユニークな生合成遺伝子クラスターの異種発現により、未同定ながら導入遺伝子クラスター由来の生成物を確認しており、現在、それらの取得と構造解析を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 新規ペプチド天然物をコードすると期待されるNRPS生合成遺伝子クラスターを多数発見した。また、それらのうち、いくつかのクラスターを麹菌で発現させることで、導入クラスター由来の天然物の創製に成功し、さらに、新規デプシペプチドの創製に成功した。以上のように、計画通り順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	これまでに見出したNRPS生合成遺伝子クラスターを順次麹菌で異種発現することで、新規ペプチド天然物を創製する。得られたペプチド天然物は詳細な構造を決定後、感染症治療薬リード開発を目的として、各種抗菌、抗真菌、抗ウイルス活性試験を行う。
Causes of Carryover	研究が当初の計画より効率良く進展した結果、今年度の消耗品等の消費が当初の計画より抑えられた。来年度は、研究のさらなる進展が見込まれるため、消耗品、論文掲載費、成果発表旅費などに使用する予定である。