2021 Fiscal Year Research-status Report
未研究希少放線菌の二次代謝能の解明を通じた新規植物生長制御物質の探索
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20K15461
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
齋藤 駿 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20846117)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 希少放線菌 / 二次代謝物 / 植物生長 / 植物病原菌 / Phytohabitans / Goodfellowiella / 耐熱性放線菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度も引き続き、Micromonosporaceae科及びPseudonocardiaceae科に属する希少放線菌が生産する二次代謝物の解析を試みてきた。Micromonosporaceae科に属するPhytohabitans属放線菌からは、δラクトンを有する新規ポリケタイド化合物Phytohabitol A-Cを同定することに成功している。本物質の類縁物質として、δラクトンの代わりにαピロン環を有する化合物lagunapyrone類が、Streptomyces 属放線菌から発見されている。一方、Phytohabitol類は、がん細胞の遊走阻害活性や抗トリパノソーマ活性といった生物活性を示した。Pseudonocardiaceae科に属するGoodfellowiella属放線菌からは、新規化合物は得えられなかったものの、Neomaclafungin CやBu-2313A,Bといった二次代謝物を同定した。本属からの代謝物報告は未だ存在せずこれが初となる。
一方昨年度、今後の研究の推進方策として挙げた「培養条件 (培地・温度等)」について、in houseの放線菌ライブラリーから発見した「耐熱性放線菌」に着目し、高温培養により生産される代謝物の解析を試みた。16S rRNA解析の結果、耐熱性放線菌の大半はStreptomyces属であったものの、二次代謝物研究はほとんど進んでいない希少な放線菌群であると考えた。これまで、Streptomyces sp. HR41株から、オキサゾールを有する新規化合物、Streptomyces sp. JA74株から、アゾキシを有する新規化合物および希少なマクロラクタム骨格を有する新規化合物を同定した。このように、希少放線菌だけでなく、特殊なStreptomyces属放線菌についてもユニークな二次代謝能を見出すに至っている。
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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
昨年度、Actinomycetospora属やCouchioplanes属放線菌株から発見した新規化合物については、それぞれ学術論文に発表した。さらに、今年度解析を進めたPhytohabitans属やGoodfellowiella属放線菌株についても論文発表の準備を進めており、希少放線菌二次代謝能についてその潜在性について報告していきたいと考えている。さらに今年度は、希少な放線菌群として「耐熱性放線菌」に着目し、これまでに例の少ないユニークな新規化合物を3種類発見するに至っており、こちらもその有望性について報告していきたいと考えている。一方、植物生長に関与する二次代謝物については、Actinomycetospora属放線菌株から発見したインドール骨格の新規化合物やCouchioplanes属放線菌株から発見した新規プレニルトリプトファン類縁体のみにとどまってしまっている。また、植物病原菌に対して強い抗菌活性を示した物質についても、Pseudosporangium属放線菌株から同定した新規化合物のみしか見出せていない。しかし、いずれも顕著な植物活性とは言えず、有望な物質の発見には至っていない。本研究では、放線菌の二次代謝能の解析を主工程として、植物生長に関与する物質をスクリーニングしていきたいと考えている。そのため、今後も希少な放線菌群の二次代謝能の解析に注力していきたいと考えているが、得られた化合物については積極的に植物生長に与える影響を評価していきたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、希少放線菌種、さらには、希少な「耐熱性放線菌」も対象に加え、これらの二次代謝物解析を実施した。その結果、今年度も想定以上の新規化合物の取得に成功しており、ユニークな化学構造種を発見することに成功している。そこで今後も、これまでと同様に、希少な放線菌群の二次代謝能について解析を継続し、単離・構造決定した化合物については植物生長に与える影響について評価していきたいと考えている。
これまで、Micromonosporaceae科及びPseudonocardiaceae科に属する希少放線菌19属について、培養・代謝物のHPLC解析を試みてきた。希少放線菌については、その潜在性を示すことができてきているため、耐熱性放線菌に集中し代謝物解析を進めたいと考えている。Streptomyces sp. JA74株から発見したアゾキシ構造を有する新規化合物については、全合成によりその絶対立体構造を決定しているが、希少なマクロラクタム骨格を有する新規化合物については、その絶対立体構造の決定には至っていない。本物質は収量が少ないため、類縁物質の先行研究を参考とし、1,2ジオールのアセトナイド体を作製し、X線結晶構造解析を検討したいと考えている。
これまで、Couchioplanes属放線菌から単離した新規プレニルトリプトファン類縁体に、弱いながらも植物生長促進活性を見出しているが、活性強度は弱く既存の植物ホルモンと同骨格を有している。一方、研究代表者の前所属研究室では、Streptomyces属放線菌から、イネ幼苗の生長を促進する物質として、clethramycinやherbimycinを同定している。これらはいずれもポリケタイド化合物であり、今年度取得した化合物にもポリケタイド系化合物は多く存在するため、これらの植物生長に与える影響についても詳細に評価していきたいと考えている。
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Research Products
(5 results)
