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生理活性微生物ジテルペンの骨格形成・環化酵素遺伝子のクローニングと開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 11460053
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
研究機関山形大学

研究代表者

佐々 武史  山形大学, 農学部, 教授 (80023456)

研究分担者 三橋 渉  山形大学, 農学部, 助教授 (50192761)
豊増 知伸  山形大学, 農学部, 助教授 (60272085)
加藤 修雄  九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50150537)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2000年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1999年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワードイネ馬鹿菌病菌 / テンサイ蛇眼病菌 / エントーカウレン合成酵素 / アフィジコラ-16β-オール合成酵素 / ジベレリン / アフィジコリン / フシコクシン / テルペン生合成 / ジテルペン環化酵素 / クローニング / 環化酵素遺伝子 / ジテルペン炭化水素 / 生合成 / コパリル二リン酸 / イネ馬鹿苗病菌 / ent-カウレン合成酵素遺伝子 / フシコクシン生合成経路 / フシコッカン生合成中間体 / 重水素標識フシコッカン / ジテルペン炭化水素の代謝変換
研究概要

菌類が生産する重要な環状ジテルペンであるジベレリン(植物ホルモン)、アフィジコリン(DNAポリメラーゼα特異的阻害剤)、さらにフシコクシン(植物H^+-ATPアーゼ活性化物質)について、各生産菌における生合成環状中間体炭化水素等の同定と特定を行い、その環化酵素遺伝子のクローニングと機能解析に関する研究を行った。イネ馬鹿苗病菌からジベレリン生合成中間体炭化水素であるent-カウレンの合成酵素遺伝子をRT-PCRによりクローニングした。それを大腸菌内で発現させた組換えタンパク質はGGDPをent-カウレンへ変換した。アフィジコリンを生産するテンサイ蛇眼病菌の培養菌体に含まれる環状炭化水素類を精査し、アフィジコリンの生合成中間体のアフィジコラン-16β-オール等とともに、ステマラ-13-エン等を同定した。さらにRT-PCRによりアフィジコラン-16β-オール合成酵素遺伝子をクローニングした。それを大腸菌内で発現させた組換えタンパク質はGGDPをアフィジコラン-16β-オールへ変換した。フシコクシンJとその新関連物質を生産することを見出したアーモンド萎凋病菌F6株の培養菌体に含まれる環状炭化水素類を精査し、フシコクシン生合成中間体候補化合物の新規(+)-フシコッカ-2,10(14)-ジエンを単離し、その立体構造を化学合成により決定した。また、これがGGDPから本菌のセルフリー系で生成することも確認した。さらに、その合成重水素標識体がフシコッカ-2,10(14)-ジエン-8β-オールに代謝変換されることを明らかにし、本菌から天然物としてのフシコッカ-2,10(14)-ジエン-8β-オールを分離・同定するとともに、その合成重水素標識体がフシコクシンJに代謝変換されることを証明した。現在、フシコッカ-2,10(14)-ジエン合成酵素遺伝子のクローニングを試みている。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] N.Kato: "Isolation of (+)-fusicocca-2,10(14)-diene,a 5-8-5 tricyclic diterpene hydrocarbon biosynthetically related to the fusicoccin aglycon from Fusicoccum amygdali and confirmation of its structure by total synthesis"J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1. 2473-2474 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa: "Structural confirmation of cotylenin A, a novel fusicoccane-diterpene glycoside with patent plant growth-regulating activity from cladosporium fungus sp.501-7W"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 62. 1815-1818 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張長山: "フシコッカジエン誘導体のフシコクシン生産菌による代謝変換-フシコクシン生合成初期過程に対する考察-"九州大学中央分析センター報告. 16. 10-15 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kato: "Transformation of fusicocca-2,10(14)-diene 8β-ol into fusicoccin J by the fusicoccin-producing fungus.Phomoposis(Fusicoccum) amgdali, Support for the intermediary of fusicocca-2,10(14)-diene in the fusicoccin biosynthesis"Chem.Commun.. 367-368 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa: "16-α-Demethyl fusicoccin J and its 3-epimer from Fusicoccum amygdali, and their seed germination-stimulating activity in the presence of abscisic acid."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63. 951-954 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Toyomasu: "Cloning of a full-length cDNA encoding ent -kaurene synthase from Gibberella fujikuroi : functional analysis of a bifunctional diterpene synthase."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 660-664 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa: "Conversion of 〔19-2H_2〕 fusicocca-2,10(14)-diene into its 8p-ol and fusicoccins by Phonopsis (Fusicoccum) amygdali."Tetrahedron Lett.. 41. 2401-2404 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Oikawa: "Diversity of diterpene hydrocarbons in the fungus Phoma betae."Tetrahedron Lett.. 41(印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kato, C-S.Zhang, T.Matsui, H.Iwabuchi, A.Mori, A.Ballio and T.Sassa: "Isolation of (+)-fusicocca-2,10 (14) -diene. a 5-8-5 tricyclic diterpene hydrocarbon biosynthetically related to the fusicoccin aglycon from Fusicoccum amydgali and confirmation of its structure by total synthesis."J.Chem.Soc., Perkin Trans.. 1. 2473-2474 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa, T.Ooi, M.Nukina, M.Ikeda and N.Kato: "Structural confirmation of cotytenin A, a novel fusicoccane-diterpene glycoside with potent plant growth-regulating activity from Cladosporium fungus sp. 501-7W."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 62. 1815-1818 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-S.Zhang, N.Kato, A.Mori, N.Tajima and T.Sassa: "Studies on the early stage of the biosynthesis of fusicoccin. Transformation of fusicoccadiene derivatives in the growing culture of the fusicoccin-producing fungus, Fusicoccum amygdali."Res.Rep.of Anal.Center of Kyushu Univ.. 16. 10-15 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kato, C.-S.Zhang, N.Tajima, A.Mori, A.Graniti and T.Sassa: "Transformation of fusicocca-2,10(14)-dien-8β-ol into fusicoccin J by the fusicoccin-producing fungus, Phomopsis (Fusicoccum) amygdali. Surpport for the intermediacy of fusicocca-2, 10 (14)-diene in the fusicoccin biosynthesis."Chem.Commun.. 367-368 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa, C.-S.Zhang, N.Tajima and N.Kato: "16-O-Demethyl fusicoccin J and its 3-epimer from Fusicoccum amygdali, and their seed germination- stimulating activity in the presence of abscisic acid."Biosci. Biotechnol.Biochem.. 63. 951-954 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Toyomasu, H.Kawaide, A.Ishizaki, S.Shinoda, M.Otsuka, W.Mitsuhashi and T.Sassa: "Cloning of a full-length cDNA encoding ent-kaurene synthase from Gibberella fujikuroi : functional analysis of a bifunctional diterpene cyclase."Biosci. Biotechnol. Biochem.. 64. 660-664 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sassa, C.-S.Zhang, M.Sato, N.Tajima, N.Kato, and A.Mori: "Conversion of [19-^2H_2] fusicocca-2, 10 (14) -diene into its 8β-ol and fusicoccins by Phomopsis (Fusicoccum) amygdali."Tetrahedron Lett.. 41. 2401-2404 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Oikawa, H.Toshima, S.Ohashi, W.A.Konig, H.Kenmoku and T.Sassa: "Diversity of diterpene hydrocarbons in the fungus Phoma betae."Tetrahedron Lett.. 41(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Sassa et al.: "Conversion of [19-^2H_2] fusicocca-2, 10(14)-diene into its 8β-ol and fusicoccins by phomopsis (fusicoccum) amygdali."Tetrahedron Lett.. 41. 2401-2404 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroaki Toshima et al: "Tatal synthesis of bath enantiomers of copalol via optical resolution of general synthetic intermediate for drimane sesquiterpenes and labdane diterpenes."Tetrahedron. 56. 8443-8450 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hideaki Oikawa et al: "Diversity of diterpene hydrocarbons in fungus Phoma betae."Tetrahedron Lett.. 42(in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomonobu Toyomasu: "Cloming of a full-length cDNA encoding ent-kaureme synthase from Gibberella fujikuroi: functional analysis of bifunctional diterpene cyclase"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 64・3. 660-664 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Sassa: "Conversion of [19-^2H_2] fusicocc -2,10(14)-diene into its 8β-ol and fusicoccins by phomopsis (Fusicoccum) amygdali"Tetrahedron Lett.. 41(in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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