新規類縁体の創製を目指したマニュマイシン系抗生物質の生合成研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24710253
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 伊藤 卓也 徳島文理大学, 薬学部, 講師 (90517484)
• Keywords: 生合成 / 放線菌 / 遺伝子工学 / mutasynthesis

Research Abstract

アスカマイシン生産菌Streptomyces nodosus subsp. Asukaensisについてゲノムシーケンサーなどを用いることにより、アスカマイシンの生合成遺伝子クラスターにクローニングに成功した。各タンパクの機能を確かめる目的で、シクロヘキサン合成酵素の機能を破壊した株⊿asuB3、およびC5N部分を合成する酵素を破壊した株⊿asuD2、両方の機能を破壊したダブルノックアウト株⊿asuB3/D2を調製した。
⊿asuB3は、シクロヘキサン部分が欠如した類縁体が産生されていた。また、⊿asuD2はC5N部分が欠如した類縁体が、⊿asuB3/D2は、両方の部分の化学構造が欠如した類縁体が産生されていた。そこで、これら破壊株に、生合成中間体によく似た基質を加えて培養すると、全く新しい類縁体が産生されると考え、⊿asuB3に、シクロペンタンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸などを添加して培養したところ、シクロヘキサン部分が置き換わった化合物が産生されていた。さらに、ダブルノックアウト株⊿asuB3/D2に、これらカルボン酸を加えたところ、C5N部分は欠如し、シクロヘキサン部分が置き換わった類縁体が産生されていた。この他にも、様々なシクロアルカンカルボン酸を添加して取り込み実験を行った。
一方、調節遺伝子asuR1およびR5を導入した菌株は、野生株と比較すると約10倍のアスカマイシンの生産量があった。このことから、⊿asuB3および⊿asuB3/D2に調節遺伝子群を導入した株も、種々のシクロアルカンカルボン酸を添加した場合、数倍以上の生産量の向上が期待できる。申請者は、⊿asuB3および⊿asuB3/D2に調節遺伝子群を導入した変異株を作製して、新規類縁体の大量生産できるシステムを構築した。その結果、新規類縁体の生産量は向上した。また、これら類縁体について、細胞毒性試験およびCaspase-1阻害活性試験を行ったところ、活性が認められた。

Research Products

• [Journal Article] Two novel aromatic glucosides, marylaurencinosides D and E, from the fresh flowers of Cymbidium Great Flower 'Marylaurencin (2014)
  • Author(s): Yoshikawa, K., Okahuji, M., Iseki, K., Ito, T., Asakawa, Y., Kawano, S., Hashimoto, T.
  • Journal Title: J. Nat. Med. Volume: 68 Pages: 455-458
  • DOI: 10.1007/s11418-013-0814-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pungent and bitter, cytotoxic and antiviral terpenoids from some bryophytes and inedible fungi. (2014)
  • Author(s): Asakawa, Y., Nagashima, F., Hashimoto, T., Toyota, M., Ludwiczuk, A., Komala, I., Ito, T., Yagi, Y.
  • Journal Title: Nat. Prod. Commun. Volume: 9 Pages: 409-417
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biosynthetic study of actinomycetes-​metabolites for creating novel analogs (2013)
  • Author(s): Ito, T.
  • Journal Title: Yakugaku Zasshi Volume: 133 Pages: 1007-1015
  • DOI: 10.1248/yakushi.13-00175
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aromatic Constituents of Cymbidium Great Flower Marie Laurencin and their Antioxidative Activity (2013)
  • Author(s): Yoshikawa, K., Otsu, M., Ito, T., Asakawa, Y., Kawano, S., Hashimoto, T.
  • Journal Title: J. Nat. Med. Volume: 67 Pages: 217-221
  • DOI: 10.1007/s11418-012-0653-z
  • Peer Reviewed
• [Presentation] メディオマイシン生合成遺伝子の同定 (2014)
  • Author(s): 張驪駻, 伊藤卓也, 脇本敏幸, 淡川孝義, 浅川義範, 阿部郁朗
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] Oridamycin生合成遺伝子のクローニング (2014)
  • Author(s): 川崎崇, 渡邊あゆみ, 伊藤卓也, 今村信孝
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20140327-30
• [Presentation] 本邦産，マレーシア産およびアルゼンチン産苔類のテルペノイド (2014)
  • Author(s): 長島史裕、井上進之介、上田淳也、新田佳代、仲松早希、八木康行、伊藤卓也、浅川義範
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20140327-20140330
• [Presentation] 放線菌由来新規化合物の探索 (2014)
  • Author(s): 山田陽香、佐藤道大、伊藤卓也、高橋公咲、野口博司、渡辺賢二
  • Organizer: 第60 回日本生薬学会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 20140327-20140330
• [Remarks] 徳島文理大学薬学部薬化学研究室
  • URL: http://p.bunri-u.ac.jp/lab01/home.htm