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非メバロン酸経路の解明を中心とする放線菌の生産するテルペン化合物の生合成研究

研究課題

研究課題/領域番号 10460047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物生産化学・応用有機化学
研究機関東京大学

研究代表者

瀬戸 治男  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10013335)

研究分担者 葛山 智久  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (30280952)
新家 一男  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (20251481)
早川 洋一  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (20208606)
降旗 一夫  東京大学, 農学生命科学専攻, 助手 (20219091)
降旗 桂子  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教務職員
降旗 圭子  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教務職員
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1998年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード3-hydroxy-3-methylglutaryl coezyme A reductase / 2-C-methyl-D-erythritol4-phosphate / 4-(cytidine5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol / 2-phospho-4-(cytidine5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol / 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate / 1-deoxyxylulose5-phosphate reductoisomerase / メバロン酸経路 / 非メバロン酸経路 / 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase / 2-C-methyl-D-erythriitol 4-phosphate / 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol / 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate cytidylyltransferase / 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol kinase / 2-phospho-4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol / 1-deoxyxylulose / ノボビオシン / HMG CoA reductase / 2-C-methylerythritol / BE-40644 / 1-deoxyxylulose 5-phosphate reductoisomerase
研究概要

1.Streptomyces niveusの生産するノボビオシンが非メバロン酸経路でのみ生合成されることを標識実験により明らかにした。
2.Actinoplanes sp.の生産するBE-40644のテルペン部分は、メバロン酸経路で生合成されるが、菌体成分のメナキノンは非メバロン酸経路で生合成されることを証明した。
3.Streptomyces sp.CL190aeriouviferからHMG CoA reductaseを精製し、その遺伝子をクローニングした。
4.大腸菌を使い、非メバロン酸経路の鍵酵素である1-deoxyxylulose5-phosphate reductoisomeraseの精製に成功した。
5.非メバロン酸経路の生合成中間体である2-C-methyl-D-erythritol4-phosphateから、4-(cytidine5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritolが新規酵素2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate cytidylyltransferaseによって生成されることを証明した。
6.上記4-(cytidine5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritolが、4-(cytidine5'-diphospho)2-C-methyl-D-erythritol kinaseによってその2-リン酸化体に変換されることを証明した。
7.次の非メバロン酸経路の反応段階が、上記2-リン酸化体の2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphateへの変換であることを証明した。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] S. Takahashi, T. Kuzuyama and H. Seto: "Purification, characterization, and cloning of a eubacterial 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, a key enzyme involved in the biosynthesis of terpenoids"J. Bacteriol. 181. 1256-1263 (1999)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, S. Takahashi and H. Seto: "Construction and characterization of Escherichia coli disruptants defective in the yaeM gene"Biosci. Biotech. Biochem. 63. 776-778 (1999)

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  • [文献書誌] H. Seto and T. Kuzuyama: "Bioactive natural products with carbon-phosphorus bonds and their biosynthesis"Nat. Prod. Rep.. 16. 589-596 (1999)

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  • [文献書誌] T. Dairi, Y. Motohira, N. Itoh, T. Kuzuyama, S. Takahashi and H. Seto: "Cloning of the genes encoding 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase from terpenoid antibiotics-producing Streptomyces strains"Mol. Gen. Genet.. 262. 957-964 (2000)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, T. Dairi and H. Seto: "Formation of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate by 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate cytidylyltransferase, a new enzyme in the nonmevalonate pathway"Tetrahedron Lett.. 41. 703-706 (2000)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, S. Takahashi and H. Seto: "Cloning and characterization of 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase from Streptomyces sp. strain CL190 that uses both the mevalonate and nonmevalonate pathways for isopentenyl diphosphate biosynthesis"J. Bacteriology. 182. 891-897 (2000)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, H. Watanabe, T Dairi and H. Seto: "Studies on the nonmevalonate pathway: Conversion of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol to its 2-phospho derivative by 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol kinase"Tetrahedron Lett. 41(in press). (2000)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, H. Watanabe, T. Dairi and H. Seto: "Studies on the nonmevalonate pathway: Formation of 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate from 2-phospho-4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol"Tetrahedron Lett. 41(accepted for publication).

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  • [文献書誌] S. Takahashi, T. Kuzuyama and H. Seto: "Purification, characterization, and cloning of a eubacterial 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, a key enzyme involved in the biosynthesis of terpenoids."J. Bacteriol. 181. 1256-1263 (1999)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, S. Takahashi, and H. Seto: "Construction and characterization of Escherichia coli disruptants defective in the yaeM gene."Biosci. Biotech. Biochem. 63. 776-778 (1999)

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  • [文献書誌] H. Seto and T. Kuzuyam: "Bioactive natural products with carbon-phosphorus bonds and their biosynthesis."Nat. Prod. Rep.. 16. 589-596 (1999)

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  • [文献書誌] T. Dairi, Y. Motohira, N. Itoh, T. Kuzuyama, S. Takahashi, and H. Seto: "Cloning of the genes encoding 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase from terpenoid antibiotics-producing Streptomyces strains."Mol. Gen. Genet. 262. 957-964 (2000)

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  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, T. Dairi and H. Seto: "Formation of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol from 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate by 2- C-methyl-D-erythritol 4-phosphate cytidylyltransferase, a new enzyme in the nonmevalonate pathway."Tetrahedron Lett. 41. 703-706 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, S. Takahashi and H. Seto: "Cloning and characterization of 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase from Streptomyces sp. strain CL190 that uses both the mevalonate and nonmevalonate pathways for isopentenyl diphosphate biosynthesis."J. Bacteriology. 182. 891-897 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, H. Watanabe, T. Dairi and H. Seto: "Studies on the nonmevalonate pathway: Conversion of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol to its 2-phospho derivative by 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol kinase."Tetrahedron Lett. 41 (in press). (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kuzuyama, M. Takagi, K. Kaneda, H. Watanabe, T. Dairi and H. Seto: "Studies on the nonmevalonate pathway: Formation of 2-C-methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate from 2-phospho-4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol."Tetrahedron Lett. 41 (accepted for publication).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Takahashi,T.Kuzuyama and H.Seto: "Purification,characterization,and cloning of a eubacterial 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,a key enzyme involved in the biosynthesis of terpenoids"J.Bacteriol.. 181. 1256-1263 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama.S.Takahashi,and H.Seto: "Construction and characterization of Escherichia coli disruptants defective in the yaeM gene"Biosci.Biotech.Biochem.. 63. 776-778 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Seto and T.Kuzuyama: "Bioactive natural products with carbon-phosphorus bonds and their biosynthesis"Nat.Prod.Rep.. 16. 589-596 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Dairi,Y.Motohira,N.Itoh,T.Kuzuyama,S.Takahashi,and H.Seto: "Cloning of the genes encoding 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reducuctase from terpenoid antibiotics-producing Streptomyces strains"Mol.Gen.Genet.. 262. 957-964 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama,M.Takagi,K.Kaneda.T.Dairi and H.Seto: "Formation of 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol from 2-C-methyl-D-erythrinol 4-phosphate by 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate cytidylyltransferase,a new enzyme in the nonmevalonate pathway"Tetrahedron Lett.. 41. 703-706 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama,M.Takagi,S.Takahashi and H.Seto: "Cloning and characterization of 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase from Streptomyces sp.strain CL190 that uses both the mevalonate and nonmevalonate pathways for isopentenyl dephosphate biosynthesis"J.Bacteriology. 182. 891-897 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama,M.Takagi,K.Kanada,H.Watanabe,T.Dairi and H.Seto: "Studies on the nonmevalonate pathway : Formation of 2-C-methyl-C-erythritol 2,4-cyclodiphospate from 2-phospho-4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol"Tetrahedron Lett.. 41(accepted for publication).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama, S.Takahashi, H.Watanabe, H.Seto: "Direct formation of 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate from 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate by 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, a new enzyme in the non-mevalonate pathway to isopentenyl diphosphate." Tetrahedron Lett.39. 4509-4512 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Orihara, T.Kuzuyama, S.Taka-hashi, K.Furihata and H.Seto: "Studies on the biosynthesis of terpenoid compounds produced by actinomycetes 3. Biosynthesis of the isoprenoid side chain of novobiocin via the non-mevalonate pathway in Streptomuces niveus." J.Antibiotics. 51. 676-678 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi, T.Kuzuyama, H.Watanabe and H.Seto: "A novel 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase catalyzing the formation of 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate in an alternative non-mevalonate pathway for terpenoid biosynthesis." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 95. 9879-9884 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuzuyama, T.Shimizu, S.Takahashi and H.Seto: "Fosmidomycin, a specific inhibitor of 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase in the nonmevalonate pathway for terpenoid biosynthesis." Tetrahedron Lett.39. 7913-7916 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Seto, N.Orihara and K.Furihata: "Studies on the biosynthesis of terpenoids produced by Actinomycetes. Part 4. Formation of BE-40644 by the mevalonate and nonmevalonate pathways." Tetrahedron Lett.39. 9497-9500 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi, T.Kuzuyama, and H.Seto: "Purification, characterization, and cloning of a eubacterial 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, a key enzyme involved in the biosynthesis of terpenoids." J.Bacteriol.in press (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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