| 研究領域 | 生合成マシナリー：生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御 |
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| 研究課題/領域番号 |
22108005
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
葛山 智久 東京大学, 准教授 (30280952)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2011
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2011年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2010年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 放線菌 / 生合成 / テルペノイド / ヌクレオシド / 抗生物質 / 異種発現 |
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| 研究概要 |
Streptomyces sp.SANK60404株のゲノム解析の結果、ゲラニルゲラニルジリン酸(GGPP)合成酵素と隣接して存在するテルペン環化酵素を2つ見出した。これらの推定テルペン環化酵素の組換えタンパク質を調製し、GGPPを基質に用いた酵素反応産物の構造解析を行った結果、nephthenolとcembrene Cのイソプロピリデン異性体とcembrene Aに加えて15員環骨格の新規炭化水素化合物が得られた。一方、Streptomyces sp.OM-6519株のゲノム解析からは、メバロン酸経路遺伝子群、GGPP合成酵素、シトクロームP450、テルペン環化酵素と相同性の高い配列がクラスターを形成していることを見出した。この推定テルペン環化酵素もGGPPを基質に用いた酵素反応でのみ生成物が確認でき、その反応産物は、5-8-5員環骨格を持つ新規炭化水素化合物cyclooctat-7,10(14)-dieneであることを明らかにした。いずれも、新規なジテルペン環化酵素であることが明らかにすることができた。さらに、SANK60404株の生産するヌクレオシド系抗生物質A-94964の生合成遺伝子クラスターの一部を含むと考えられるcontigを同定した。その一部の領域を含むDNAをプローブとしてSANK60404ゲノムライブラリーから約40kbpの遺伝子断片を含むコスミドを取得した。本コスミドをプロトプラスト/PEG法によりStreptomyces albus G153株に導入し、その形質転換株の培養液をHPLCおよびLC-MS/MSを用いて分析したところ、A-94964およびその類縁体の生産が確認されたことから、このコスミドはA-94964の生合成に必要な全ての遺伝子を含むと結論し、その全塩基配列を決定した。その結果、このコスミドには30個のORFからなる遺伝子群があり、その中にはI型 PKS/FASホモログが存在することが判明した。次に、このI型PKS/FASホモログを破壊したコスミドを作製し、そのコスミドを導入したS. albus G153形質転換体の培養液を分析したところ、A-94964およびその類縁体の生産性は失われていた。以上の結果から、I型PKS/FASホモログがA-94964の脂肪側鎖の合成に関わっていることが示唆された。これは、I型PKS/FASホモログがヌクレオシド系抗生物質の生合成に関与している初めての例である。
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