生合成工学による新規大環状抗生物質の生成プラットフォーム開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21360404
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 仁平 卓也 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (70144441)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 浩 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助教 (20294035) ; 木谷 茂 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助教 (10379117)
• Keywords: 糸状菌 / 放線菌 / 生合成遺伝子クラスター

Research Abstract

糸状菌に由来する二次代謝生合成遺伝子クラスターの発現を簡便、高効率に実現するため、クロマチン構造に影響を与え二次代謝遺伝子群特異的に発現を促進するとされている遺伝子laeAをAspergillus oryzaeに導入した。本宿主に高脂血症治療薬であるlovastatinの生合成遺伝子クラスターを導入すると、高頻度でlovastatin及びその生合成前駆体の高生産株を得ることが出来た。又、同宿主に、ペプチド系イソプレノイド系ハイブリッド抗生物質であるテレキノン生合成遺伝子クラスターを導入すると、同様にテレキノン高生産株を容易に取得することが出来た。以上のことから、本宿主は、糸状菌が保有するポリケタイド系生理活性物質、ペプチド系生理活性物質、及びイソプレノイド系生理活性物質の生合成遺伝子クラスター導入に適した発現宿主であることが明確となり、同時に導入した生合成遺伝子クラスターとその生産物を結びつける方法論が確立した。
放線菌に由来する抗MRSA抗生物質virginiamycin類の生合成遺伝子クラスターを解析し、トランスポーターとして機能しvirginiamycin耐性に重要な役割を果たすvarM遺伝子、並びにvirginiamycin生合成経路において前駆体供給に関わるvisG遺伝子について明らかにした。抗線虫抗生物質として顕著な活性を示すavermectinの生合成とその生合成制御に関しては、autoregulatorリセプター関連遺伝子を多数発見し、これら複数の制御遺伝子間でのヒエラルキー、役割を明らかにした。その他、機能未知の制御遺伝子群より、二次代謝に関わる制御因子を迅速に見つける簡便な手法を開発した。

Research Products

• [Journal Article] Xylaropyrone, a new γ-pyrone from the endophytic fungus Xylaria feejeensis MU18 (2011)
  • Author(s): Siriwach, R., Kinoshita, H., Kitani, S., Igarashi, Y., Pansuksan, K., Panbangred, W., Nihira, T.
  • Journal Title: J Antibiotic Volume: 64(2) Pages: 217-219
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of varM encoding type II ABC transporter in Stre ptomyces virginiae, a virginiamycin M_1 producer. (2010)
  • Author(s): Kitani, S., Yamauchi, T., Fukushima, E., Lee, C.K, Fitria Ningsih, Kinoshita, H., Nihira, T.
  • Journal Title: Actinomycetologica Volume: 24 Pages: 51-57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization and preliminary crystallographic studies of the butyrolactone autoregulator receptor protein (BarA) from Streptomyces virginiae. (2010)
  • Author(s): Yoon, Y-H., Kawai, F., Sugiyama, K., Park, S-Y., Nihira, T., Choi, S-U., Hwang, Y-I.
  • Journal Title: Structural Biology and Crystallization Communications Volume: 66(Pt6) Pages: 662-664
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of secondary metabolism by farX, which is involved in the γ-butyrolactone biosynthesis of Streptomyces lavendulae FRI-5 (2010)
  • Author(s): Kitani, S., Doi, M., Shimizu, T., Maeda, A., Nihira, T.
  • Journal Title: Arch Microbiol Volume: 192(3) Pages: 211-220
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Null mutation analysis of an afsA-family gene, barX, that is involved in biosynthesis of the γ-butyrolactone autoregulator in Streptomyces virginiae. (2010)
  • Author(s): Lee, Y-J., Kitani, S., Nihira, T.
  • Journal Title: Microbiology Volume: 156 Pages: 206-210
  • Peer Reviewed