2020 Fiscal Year Research-status Report
潜在的標的分子を指標としたターゲットマイニングによる化合物探索
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19K07136
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
佐藤 道大 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (10629695)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 天然物生合成 / 標的タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、未知の二次代謝産物生合成遺伝子クラスターに存在する潜在的標的分子を指標としたゲノムマイニングによる、効率的な化合物の獲得である。それと同時に、遺伝子クラスター中に存在する標的分子と考えられる遺伝子が、どのような活性を示すのかを明らかにすべく研究を行っている。本年度においては、研究の進捗状況から昨年度につづき、後者の研究についてすすめることにした。具体的には、糸状菌Cladobotryumsp.から単離されたFR901483の生合成研究ならびにその遺伝子クラスターに存在する標的分子について、その活性を明らかにした。化合物FR901483の生合成経路については、昨年度に全ゲノム解析から推定される生合成遺伝子クラスター(frzクラスター)を見出していた。本年度は、clfクラスターに存在する生合成に関与すると考えられる遺伝子の機能を明らかにするために、それぞれクローニングし、異種発現宿主によく用いられるAspergillus nidulansに導入した。推定されるリン酸気転移酵素を除くすべての遺伝子群を導入した株の培地抽出物をLCMS解析に供したところ、FR901483の脱リン酸体の生産を確認することに成功した。また、リン酸基転移酵素を導入したところ、生産量が劇的に減少したが、クラスター中に存在するホスホリボシル二リン酸アミドトランスフェラーゼ (PPAT, FrzK) を導入することで、この減少を回避できた。このことから、FrzKはFR901483の耐性に関わる酵素であることが推定され、潜在的な標的分子であることが示唆された。今回、FR901483の生合成の再構築に成功したが、この結果は学術論文にまとめた(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 132－136)。
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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
研究実績の概要で既述したように、FR901483の構造から予想される生合成経路を基に生合成に必要となる遺伝子を推定し、その遺伝子群すべてを発現させることで、FR901483の全生合成を達成することに成功した。本結果については論文を執筆・投稿し、現在掲載中である。また、その生合成遺伝子クラスター中に存在する推定標的分子についても、精製酵素として獲得に成功し、その活性を確認することができた。今後は引き続き、その標的分子について、FR901483との相互作用について解析していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から推定されたFrzクラスター中の耐性遺伝子FrzKとFR901483の相互作用を明らかにするために、FrzKを組換えタンパク質として獲得し研究を進める。また、Aspergillus nidulansにおけるPPATを組換えタンパク質として獲得し、その構造を明らかにFR901483との結合お有無よびその結合に関わるアミノ酸残基の特定を行う。これらの結果から、FrzKとほかの生物が有しているPPATの構造的な違いを明らかにする。
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Research Products
(14 results)
