2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24248022
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長田 裕之 独立行政法人理化学研究所, ケミカルバイオロジー研究基盤施設, 施設長 (80160836)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 生物活性物質 / 微生物代謝産物 / プロテオーム / フラクションライブラリー / データベース / MPPlot / ChemProteoBase / NPPlot |
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| Research Abstract |
フラクションライブラリーの構築と微生物代謝産物プロット（MPPlot）を活用した新規物質の単離：リベロマイシン生産菌を培養し、中圧液体クロマト（MPLC）および高速液体クロマト（HPLC）を用いて、部分精製したフラクションライブラリーを作製した（Pure Appl Chem 2012）。各フラクション中に含まれる成分を、天然物の機器分析データを一覧化したデータベース（MPPlot）と照合することによって、新規化合物の存在を予測した。その結果、新規リベロマイシン誘導体を単離、構造決定した。新規誘導体に関しては、天然化合物バンク（NPDepo）に寄託するとともに、生物活性評価を行った（J. Antibiot 2013）。
薬剤標的同定のための2D-DIGE解析およびデータベース構築：テルペンドール系化合物を生産する糸状菌の生合成経路を改変することによって、テルペンドールＥおよび11－ケトパスパリンを蓄積する技術を確立した（Chem Biol 2012）。その手法で取得したテルペンドールＥおよび11－ケトパスパリンをHeLa細胞に添加して、薬剤処理によって変化する細胞内タンパク質を2D-DIGEで解析するとともに、その結果をデータベース（ChemProteoBase）に登録した。これまでの生化学実験により、テルペンドールEの標的タンパク質はマイトティックキネシンEg5であることを明らかにしてきたが、今回のプロテオーム解析の結果から、11－ケトパスパリンの標的分子もEg5であることが強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初、放線菌と糸状菌が生産する多様な構造を有する代謝産物に着目して、フラクションライブラリーを作製する計画であったが、福島県の農家から原発事故の風評被害で出荷できなくなった（実際には放射能汚染していない）野菜をもらうことができたので、植物抽出液からもフラクションライブラリーを作製する準備が整った。微生物由来の化合物のスペクトルデータを可視化したデータベース（Microbial Products Plot: MPPlot）を拡張して、現在、Natural Products Plot: NPPlotを構築している。NPPlotでは、ホトダイオードアレイ（PDA）で得た紫外部吸光スペクトル、HPLC（C18-逆相カラム）の保持時間、LC/MS分析より得られたm/zを格納しており、検索可能なデータベースとなる。このデータベースを照合することにより、既知化合物と新規化合物の区別が容易になっており、新規リベロマイシン類縁体および、新規パスパリン誘導体が単離できたことは、予想以上の収穫であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）すでに微生物を中心としたフラクションライブラリーを構築し、現在、植物も含んだNatural Product (NP)フラクションライブラリーを構築中である。しかし、含まれる物質の量が非常に微量で、構造決定ができないことがあるので、その問題点を解消するための技術を開発する。微生物、植物からの抽出法を規格化し、再現性良く同じフラクションに同じ化合物が含まれるような分離条件を確立する。この結果をHPLC/PDA/MSで検証可能にする。また、微生物の場合には、代謝産物の生合成経路を遺伝的に制御することで、欲しい代謝物の生産を可能にする。
２）理研天然化合物バンク（RIKEN NPDepo: http://npd.riken.go.jp/npd/ja/top）で管理しているデータベース（NPEdia）を充実させる。特に、化学構造情報に加えて生物活性情報を取り入れて行く。
３）NPプロットを活用して、新規化合物の探索を行う。得られる化合物の作用機作（標的分子）を解明するために、２D-DIGE解析により、化合物処理した細胞内のプロテオーム変動を収集したデータベース（ChemProteoBase）を拡充する。
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