潜在的二次代謝の覚醒による亜熱帯微生物からの生物活性物質の探索

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24651243
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 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): 木谷 茂 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 准教授 (10379117) ; 木下 浩 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助教 (20294035)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 放線菌 / 二次代謝誘導

Research Abstract

多彩な生理活性物質を二次代謝産物として生産する放線菌は、意外にもゲノム上の大多数の二次代謝生合成系が休眠状態にある。申請者が発見した全く新しい二次代謝覚醒物質（Proc Natl Acad Sci U S A.108:16410-5. 2011）と他種覚醒物質を、生物多様性に富む亜熱帯地域に由来し、未開拓生物資源である昆虫共生放線菌や海洋放線菌の培養液に添加することで、潜在する二次代謝を覚醒し、新規生理活性物質を発見・同定することを目的とする。
ホルモンを放線菌に投与し、二次代謝産物の生産プロファイルを収集する。
1) 放線菌の分離は終了しており、単純な液体培養法により新規天然物を同定している（投稿準備中）。放線菌の培養液に、Ａ型ホルモンカクテルまたはＢ型ホルモンを添加した後、培養を継続、ブタノール抽出物を調製した。先行研究より、Ａ型ホルモン誘導体は放線菌種特異的に二次代謝を誘導することが分かっている。したがって、５種の代表的なＡ型ホルモンの混合物（カクテル）を添加し、潜在的二次代謝の覚醒を効率よく引き起こすことが出来た。ブタノール抽出物を多波長検出器付き高速液体クロマトグラフ（HPLC-DAD）により、その成分を分析し、二次代謝産物の生産プロファイルを収集した。
2) プロファイルと天然物のスペクトルデータを比較し、新規天然物の精製候補を決定した。収集した生産プロファイルと申請者独自の天然物UV/Visスペクトルデータを比較し、既知天然物または培地成分由来と推定されるピーク群を排除し、残ったピーク群のうち、ホルモン投与により、生産量が著しく増加したピークを抽出した。各ピークのスペクトルを元に特徴的な基本骨格を推定し、精製する優先順位を決定、新規天然物の候補化合物を絞り込んだ。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

放線菌ホルモンを化学合成し、ホルモンカクテルを各種放線菌に添加し培養を行った結果、予想通り二次代謝プロファイルの変化が見られ、生産量が顕著に増加した標的化合物を見いだすに至っている。

Strategy for Future Research Activity

1) 新規天然物の候補化合物を精製し、同定する。
新規天然物の候補化合物を生産する放線菌を、誘導ホルモンの存在下で大量培養する。培養液に合成吸着剤を投入し、有機溶媒により候補化合物を溶出させる。溶出物を有機溶媒抽出、固相抽出、逆相HPLCの順により、精製する。MS解析とNMR解析により、精製物の化学構造を決定する。
2) ホルモンにより生産誘導される新規天然物の候補化合物の絞り込みを継続する

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

該当無し