微生物代謝産物のデータベース構築とその活用研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24248022
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長田 裕之 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 副センター長 (80160836)
• Project Period (FY): 2012-05-31 – 2015-03-31
• 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

Outline of Annual Research Achievements

1. 天然物フラクションライブラリーの整備と拡充
引き続き植物資源を用いてフラクションライブラリーを拡充した。風評被害により廃棄予定であった福島県産野菜に加え、カルビー（株）より提供されたじゃがいも及びその未利用部位よりライブラリーを作製した。植物はアルカロイドなどの塩基性化合物を含むので、抽出・分離方法を改良し再現性の良い作製条件を確立した。この方法で約1600フラクションを作製し様々な活性試験に供した。じゃがいも塊茎皮や花のフラクションがそれぞれ抗マラリア活性やがん細胞増殖抑制効果を示した。
2. NPプロットデータベースの構築とそれを活用した新規生理活性物質の探索
フラクションライブラリーの代謝産物情報をNPプロットに登録した。これを用いて化合物探索を行い、放線菌ライブラリーより新規環状オクタデプシペプチド、Octaminomycin AとBを単離した。これらはD体とL体の立体の異なる２つのロイシンを含む特徴的なペプチドであった。さらにその類縁体を見出し、物性情報から構造推定を行った。これらは抗マラリア活性を示した。
3. 新規生理活性物質の探索と2-D DIGEデータベース（ChemProteoBase）の拡充
Terpendole E生産株の変異体からNPプロットの照合により、より低濃度で作用する新規類縁体11-ketopaspalineを見いだしたので、その作用機作（分子標的）を解析した。薬剤の誘導する形態変化、タンパク質発現変動を指標にしたMorphoBaseとChemProteoBaseで解析したところ、11-ketopaspalineはTerpendole Eと同様にEg5が標的であることが示唆され、試験管内でEg5を阻害することが確認された。また、化合物NPD926をChemProteoBaseで解析したところ、ROS誘導化剤と似ていることから、NPD926がグルタチオンを標的とすることが明らかになった。これらのデータをChemProteoBaseに登録した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A new enzyme involved in the control of the stereochemistry in the decalin formation during equisetin biosynthesis. (2015)
  • Author(s): Kato N, Nogawa T, Hirota H, Jang JH, Takahashi S, Ahn JS, Osada H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 460 Pages: 210-215
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.011
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of malaria parasite growth by quinomycin A and its derivatives through DNA-intercalating activity. (2015)
  • Author(s): Hayase H, Watanabe N, Lim CL, Nogawa T, Komatsuya K, Kita K, Osada H.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem Volume: 79 Pages: 633-635
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.987205
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RK-270A-C, new oxindole derivatives isolated from a microbial metabolites fraction library of Streptomyces sp. RK85-270. (2015)
  • Author(s): Jang JP, Nogawa T, Uramoto M, Okano A, Futamura Y, Shimizu T, Takahashi S, Jang JH, Ahn JS, Osada H.
  • Journal Title: J Antibiot (Tokyo) Volume: 68 Pages: 293-295
  • DOI: 10.1038/ja.2014.141
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structure-function analyses of cytochrome P450revI involved in reveromycin A biosynthesis and evaluation of the biological activity of its substrate, reveromycin T. (2014)
  • Author(s): Takahashi S, Nagano S, Nogawa T, Kanoh N, Uramoto M, Kawatani M, Shimizu T, Miyazawa T, Shiro Y, Osada H.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 289 Pages: 32446-32458
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.598391
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A small molecule that induces reactive oxygen species via cellular glutathione depletion. (2014)
  • Author(s): Kawamura T, Kondoh Y, Muroi M, Kawatani M, Osada H.
  • Journal Title: Biochem J Volume: 463 Pages: 53-63
  • DOI: 10.1042/BJ20140669
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ChemProteoBaseのがん代謝作用薬解析に向けた応用 (2015)
  • Author(s): 室井 誠, 田中 美帆, 川谷 誠, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] アルコール添加による新規リベロマイシン誘導体の創製と生合成機構の考察 (2015)
  • Author(s): 野川 俊彦, 高橋 俊二, 高木 海, 関山 恭代, 岡野 亜紀子, 川谷 誠, 清水 猛, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Isolation of new cyclic depsipeptides from a microbial metabolites fraction library by NPPlot screening (2015)
  • Author(s): Jun-Pil Jang, Toshihiko Nogawa, Yayoi Hongo, Takeshi Shimizu, Akiko Okano, Yushi Futamura, Shunji Takahashi, Jong Seog Ahn, Hiroyuki Osada
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] マメ科植物クララSophora flavescensのLC/MSを用いたメタボロミクスによる産地比較 (2015)
  • Author(s): 長田 麻由佳, 野川 俊彦, 鈴木 龍一郎, 高橋 俊二, 白瀧 義明, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 化合物アレイによるソニックヘッジホッグ(Shh)結合化合物の探索とそれらとShhとの相互作用の解析 (2015)
  • Author(s): 近藤 恭光, 河村 達郎, 本田 香織, 関根 朋美, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] RhoGEF Ect2/極性制御因子Par6複合体による発がんシグナルを阻害する薬剤の探索：(1) Ect2及びPar6-PDZドメイン結合化合物の解析 (2015)
  • Author(s): 田中 弦太郎, 冨樫 英人, 三浦 悠太, 東 覚, 近藤 恭光, 長田 裕之, 三木 徹
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] ハイグロマイシンB処理によるルシラクタエン生産糸状菌Fusarium sp. RK97-94における二次代謝産物生産誘導 (2015)
  • Author(s): 加藤 翔, 本山 高幸, 鎌倉 高志, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 遺伝子ターゲティングによる糸状菌二次代謝産物生合成経路の全容解明 (2015)
  • Author(s): 加藤 直樹, 高橋 俊二, 長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学 津島キャンパス （岡山県）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Multidimensional approach for drug discovery and target identification (2015)
  • Author(s): Hiroyuki Osada
  • Organizer: Drug Screening and Discovery Technologies Asian Forum 2015
  • Place of Presentation: InterContinental Shanghai Pudong Hotel (Shanghai, China)
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-22
  • Invited
• [Presentation] Biosynthesis study of reveromycin: Aiming at a therapeutic agent to osteoclast related diseases (2015)
  • Author(s): Hiroyuki Osada, Shunji Takahashi, Makoto Kawatani
  • Organizer: Natural product discovery & development in the post genomic era
  • Place of Presentation: Westin San Diego Gaslamp Quarter Hotel (San Diego, USA)
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-14
  • Invited
• [Presentation] Construction of a microbial metabolite fraction library with NPPlot for discovery of novel metabolites (2015)
  • Author(s): Toshihiko Nogawa, Akiko Okano, Chung Liang Lim, Shunji Takahashi, Hiroyuki Osada
  • Organizer: Natural product discovery & development in the post genomic era
  • Place of Presentation: Westin San Diego Gaslamp Quarter Hotel (San Diego, USA)
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [Presentation] Characterization of a-ketoglutarate-dependent dioxygenase FtmF catalyzing endoperoxide bond formation in fumitremorgin pathway (2015)
  • Author(s): Naoki Kato, Hideo Okumura, Shunji Takahashi, Hiroyuki Osada
  • Organizer: Natural product discovery & development in the post genomic era
  • Place of Presentation: Westin San Diego Gaslamp Quarter Hotel (San Diego, USA)
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [Presentation] キノマイシン誘導体はDNA挿入活性で抗マラリア効果を示す (2014)
  • Author(s): 渡邉 信元, 早瀬 大貴, Lim Chung Liang, 野川 俊彦, 小松谷 啓介, 北 潔, 長田 裕之
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 （神奈川県）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Cell cycle inhibitors targeting Achilles heels of cells (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Osada
  • Organizer: Asian Biological Medicine Summit Forum in Hangzhou: The International Symposium on Natural Products Chemistry and Chemical Biology 2014 & ACBI 2014 Hangzhou Meeting
  • Place of Presentation: Hangzhou Shujian Hotel (Hangzhou, China)
  • Year and Date: 2014-11-24 – 2014-11-24
  • Invited
• [Presentation] エキセチンからフサリセチンAへの変換に関わる酵素遺伝子の探索 (2014)
  • Author(s): 加藤 直樹, Jae-Hyuk JANG, 高橋 俊二, Jong Seog AHN, 長田 裕之
  • Organizer: 第１４回糸状菌分子生物学コンファレンス（2014）
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス （宮城県）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [Presentation] 化合物アレイを用いたメラニン生合成阻害剤探索 (2014)
  • Author(s): 本山 高幸, 田中 陽子, 長田 裕之
  • Organizer: 第１４回糸状菌分子生物学コンファレンス（2014）
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス （宮城県）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [Presentation] ハイグロマイシンB処理によるルシラクタエン生産糸状菌Fusarium sp. RK97-94における二次代謝産物生産誘導 (2014)
  • Author(s): 加藤 翔, 本山 高幸, 鎌倉 高志, 長田 裕之
  • Organizer: 第１４回糸状菌分子生物学コンファレンス（2014）
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス （宮城県）
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [Presentation] in vitro Reconstitution of Biosynthetic Machinery for Reveromycin (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Osada, Shunji Takahashi
  • Organizer: XVII. International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • Place of Presentation: Pine Bay Holiday Resort (Izmir, Turkey)
  • Year and Date: 2014-10-10 – 2014-10-10
  • Invited
• [Presentation] Isolation and target identification of pyrrolizilactone (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Osada
  • Organizer: 2014 Osong International Bio Industry Exposition
  • Place of Presentation: Osong Bio Valley (Osong, Korea)
  • Year and Date: 2014-10-07 – 2014-10-07
  • Invited
• [Presentation] ケミカルバイオロジーによる創農薬の可能性 (2014)
  • Author(s): 長田 裕之
  • Organizer: 東京農業大学総合研究所 農薬部会 （第95回セミナー）
  • Place of Presentation: 東京農業大学 総合研究所 （東京都）
  • Year and Date: 2014-10-03 – 2014-10-03
  • Invited
• [Presentation] 天然物創薬を目指して (2014)
  • Author(s): 長田 裕之
  • Organizer: 静岡大学農学部公開講演会（第214回 静岡ライフサイエンスセミナー）
  • Place of Presentation: 静岡大学農学部 （静岡県）
  • Year and Date: 2014-09-16 – 2014-09-16
  • Invited
• [Presentation] Characterization of BR-1 activity on LAL family regulator in reveromycin biosynthesis (2014)
  • Author(s): Suresh Panthee, Shunji Takahashi, Seiji Matsuoka, Tetsuo Onuki, Minoru Yoshida, Hiroyuki Osada
  • Organizer: 2014年度（第29回）日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: つくばカピオ （茨城県）
  • Year and Date: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [Presentation] Butylmalonyl-CoAの選択的生産に関与するRevRの機能解析 (2014)
  • Author(s): 宮澤 岳, 高橋 俊二, 鈴木 健裕, 堂前 直, 長田 裕之
  • Organizer: 2014年度（第29回）日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: つくばカピオ （茨城県）
  • Year and Date: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [Presentation] 異種発現によるtautomycin生合成遺伝子クラスターの解析 (2014)
  • Author(s): 寺井 敦高, 高橋 俊二, 橋本 絢子, 新家 一男, 池田 治生, 川崎 寿, 長田 裕之
  • Organizer: 2014年度（第29回）日本放線菌学会大会
  • Place of Presentation: つくばカピオ （茨城県）
  • Year and Date: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [Presentation] 破骨細胞を標的とする薬剤のケミカルバイオロジー (2014)
  • Author(s): 長田 裕之
  • Organizer: 公益社団法人 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティビル （埼玉県）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
  • Invited
• [Presentation] High-throughput screening of cell cycle inhibitors from NPDepo library (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Osada
  • Organizer: Korean Society for Biochemistry and Molecular Biology (KSBMB): Annual International Conference 2014
  • Place of Presentation: COEX Center (Seoul, Korea)
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-16
  • Invited