2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation and structural redesign of microbial secondary metabolites through rational modification of metabolic pathways
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04659
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
荒川 賢治 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80346527)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二次代謝産物 / 生合成 / アゾキシアルケン / 放線菌 / P450 / シグナル分子 / マクロライド / Pseudo-repressor |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[課題１] 比較ゲノム解析を駆使したアゾキシアルケン化合物の生合成マシナリーの先導的解明およびクオラムセンシング阻害活性の向上を目指した生合成リデザイン：
我々は、KA57-Aと同様にヘキセニルアミン側鎖を有するmaniwamycin合成遺伝子クラスターの次世代シークエンス解析も行い、valanimycin、KA57-Aとの共通ORFを抽出できた。共通因子には機能未知ORFが多いことから、KA57-Aおよびmaniwamycin両クラスターの遺伝子破壊実験を遂行している。
[課題２] ポリケチド化合物の骨格構築酵素の機能解析と構造多様化、およびX線結晶構造解析・計算機シミュレーションに基づいた高機能ハイブリッド抗生物質の創製：ブテノライド型シグナル分子SRBの生合成に関して、P450モノオキシゲナーゼ遺伝子srrOの機能解明を行い、C-6’位の酸化および二次代謝誘導活性への寄与を立証した (Biomolecules 2020)。14員環マクロライド化合物ランカマイシンのP450酵素LkmK，LkmFの機能解析を行い、両酵素の基質認識と生合成経路の解明を達成した(Biosci. Biotechnol. Biochem. 2021)。
[課題３] 制御系・生合成代謝系の合理的改変による二次代謝活性化と未同定産物の実用的発酵生産および生合成解析：休眠二次代謝クラスターに起因する未同定産物の実用的発酵生産を目指し、転写リプレッサーの遺伝子変異や異種発現など多面発現制御を遂行した。Pseudo-repressor遺伝子ホモログsrrBの変異により二次代謝生産が数倍向上することを見いだし、制御機構の合理的改変に立脚した二次代謝生産の汎用的手法を確立した (Front. Microbiol. 2020)。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Substrate specificity of two cytochrome P450 monooxygenases involved in lankamycin biosynthesis2021
Author(s)
Aiko Teshima, Hisashi Kondo, Yu Tanaka, Yosi Nindita, Yuya Misaki, Yuji Konaka, Yasuhiro Itakura, Tsugumi Tonokawa, Haruyasu Kinashi, Kenji Arakawa
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: 85
Pages: 115～125
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] SrrB, a Pseudo-Receptor Protein, Acts as a Negative Regulator for Lankacidin and Lankamycin Production in Streptomyces rochei2020
Author(s)
Yuya Misaki, Shouji Yamamoto, Toshihiro Suzuki, Miyuki Iwakuni, Hiroaki Sasaki, Yuzuru Takahashi, Kuninobu Inada, Haruyasu Kinashi, Kenji Arakawa
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Journal Title
Frontiers in Microbiology
Volume: 11
Pages: 1089
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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