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微生物・植物テルペノイド生合成遺伝子クラスターの取得と利用による物質生産と開発

研究課題

研究課題/領域番号 16208012
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物生産化学・生物有機化学
研究機関山形大学

研究代表者

佐々 武史  山形大学, 農学部, 名誉教授 (80023456)

研究分担者 山根 久和  東京大学, 生物生産工学研究エンター, 教授 (80090520)
星野 力  新潟大学, 農学部, 教授 (30165542)
加藤 修雄  大阪大学, 産業科学研究科, 教授 (50150537)
及川 英秋  北海道大学, 大学院・理学院, 教授 (00185175)
大利 徹  富山県立大学, 生物工学研究エンター, 助教授 (70264679)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2006年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2005年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2004年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
キーワードテルペノイド / 生合成 / 遺伝子クラスター / 環化酵素 / P450酸化酵素
研究概要

フシコクシンの生合成に関与する環化酵素遺伝子のcDNAクローニングに成功した。その環化酵素PaFSはGDP合成酵素と一次構造及び機能が連結したキメラ酵素だった。 PaFSによるGGDPからフシコッカン骨格への環化過程を解明するとともに、類縁のコチレニンと同等の細胞分化誘導活性を有するフシコクシン誘導体の創出に成功した。PAF拮抗剤フォマクチンの骨格構築機構を化学的手法により検討した。酵母低温発現系を用いてDNAポリメラーゼα阻害剤アフィディコリン生合成遺伝子の発現を検討した。インドールジテルペノイドの共通生合成中間体(非標識体と重水素標識体)を合成し、菌体中での酸化と環化によりパキシリンとエミンドールDAに変換されることを証明した。放線菌から新たに3つのジテルペン、1つのテトラテルペン環化酵素遺伝子をクローニングした。前者の内の2つの酵素学的諸性質を組換え酵素を用いて詳細に解析した。結核菌のジテルペン合成酵素の機能解析行い、その抗マクロファージ活性を発見した。スクアレン環化酵素のカチオン/π相互作用を実証し、トリテルペンのワンポット合成も行った。試験管内合成系によるコケジテルペン環化酵素遺伝子の迅速機能解析で成果を挙げた。メタノール資化性酵母による複数の植物ホルモン生合成P450の機能解析に成功した。イネのジテルペン系ファイトアレキシン生合成に関与する環化酵素6種を全て特定した。イネの4番染色体にモミラクトン生合成遺伝子クラスターが存在していることを発見した。また、2番染色体にファイトカサン生合成遺伝子クラスターが存在する可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (50件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Functional analysis of eubacterial ent-copalyl diphosphate synthase and pimara-9(11), 15-diene synthase with unique primary sequences.2007

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, C. et al.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141

      ページ: 37-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusicoccins are biosynthesized by an unusual chimera diterpene synthase in fungi.2007

    • 著者名/発表者名
      Toyomasu, T. et al.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 3084-3088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functional analysis of eubacterial ent-copalyl diphosphate synthase and pimara-9(11),15-diene synthase with unique primary sequences.2007

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, C. et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 141

      ページ: 37-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusicoccins are biosynthesized by an unusual chimera diterpene synthase in fungi.2007

    • 著者名/発表者名
      Toyomasu, T. et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 104

      ページ: 3084-3088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production of epoxydammaranes by the enzymatic reactions of (3R)-and (3S)-2,3-squalene diols and those of 2,3 : 22,23-dioxidosqualenes with recombinant aqualene cyclase.2007

    • 著者名/発表者名
      Hoshino, T. et al.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem. 5・5

      ページ: 792-801

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional analysis of eubacterial ent-copalyl diphosphate synthase and pimara-9(11),15-diene synthase with unique primary sequences.2007

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, C. et al.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141・1

      ページ: 37-45

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fusicoccins are biosynthesized by an unusual chimera diterpene synthase in fungi.2007

    • 著者名/発表者名
      Toyomasu, T. e t al.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104・9

      ページ: 3084-3088

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification and functional analysis of bifunctional ent-kaurene synthase from the moss Physcomitrella patens.2006

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K. et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 580

      ページ: 6175-6181

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cation- pi interaction in the polyolelin cyclization cascade uncovered by incorporating unnatural amino acids into the catalytic sites of squalene cyclase2006

    • 著者名/発表者名
      Morikubo, N. et al.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 128

      ページ: 13184-13194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of a natural polyketide-isoprenoid hybrid compound furaquinocin A : Identification and heterologous expression of the gene cluster.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 188

      ページ: 1236-1244

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization of a rice gene family encoding type-A diterpene cyclases.2006

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. et al.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotech. Biochem. 70

      ページ: 1702-1710

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biochemical and molecular analyses of gibberellin biosynthesis in fungi.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawaide, H.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 70

      ページ: 583-590

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cation-pi interaction in the polyolefin cyclization cascade uncovered by incorporating unnatural amino acids into the catalytic sites of squalene cyclase2006

    • 著者名/発表者名
      Morikubo, N. et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 128

      ページ: 13184-13194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of a natural polyketide-isoprenoid hybrid compound furaquinocin A : Identification and heterologous expression of the gene cluster.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 188

      ページ: 1236-1244

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization of a rice gene family encoding type-A diterpene cyclases2006

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. et al.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem. 70

      ページ: 1702-1710

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biochemical and molecular analyses of gibberellin biosynthesis in fungi.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawaide, H.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 70

      ページ: 583-590

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification and functional analysis of bifunctional ent-kaurene synthase from the moss Physcomitrella patens.2006

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K. et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 580・26

      ページ: 6175-6181

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cation- pi interaction in the polyolef in cyclization cascade uncovered by incorporating unnatural amino acids into the catalytic sites of squalene cyclase2006

    • 著者名/発表者名
      Morikubo, N. et al.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 128・40

      ページ: 13184-13194

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of a natural polyketide-isoprenoid hybrid compound furaquinocin A : Identification and heterologous expression of the gene cluster.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 188・4

      ページ: 1236-1244

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Proposed mechanism for diterpene synthases in the formation of phomactatriene and taxadiene.2005

    • 著者名/発表者名
      Tokiwano, T. et al.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem. 3

      ページ: 2713-2722

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mycobacterium tuberculosis H37Rv3377c encodes the diterpene cyclase for producing the halimane skeleton.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, C. et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 1016-1018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enzymatic cyclizations of squalene analogs with threo- and erythro-diols at the 6,7- and 10, 11-positions by recombinat squalene cyclase.2005

    • 著者名/発表者名
      Abe, T.et al.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem. 3

      ページ: 3127-3139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antitumor effect of cotylenin A plus interferon-alpha : possible the rapeutic agents against ovary carcinoma2005

    • 著者名/発表者名
      Honma, Y. et al.
    • 雑誌名

      Gynecol. Oncol. 99

      ページ: 680-688

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of combined treatment with rapamycin and cotylenin A, a novel differentiation-inducing agent, on human breast carcinoma MCF-7 cells and xenografts2005

    • 著者名/発表者名
      Kasukabe, T. et al.
    • 雑誌名

      Breast Cancer Res. 7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Proposed mechanism for diterpene synthases in the formation of phomactatriene and taxadiene.2005

    • 著者名/発表者名
      Tokiwano, T. et al.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 3

      ページ: 2713-2722

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mycobacterium tuberculosis H37Rv3377c encodes the diterpene cyclase for producing the halimane skeleton.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, C. et al.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1016-1018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enzymatic cyclizations of squalene analogs with threo- and erythro-diols at the 6,7- and 10,11-positions by recombinat squalene cyclase.2005

    • 著者名/発表者名
      Abe, T.et al.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 3

      ページ: 3127-3139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antitumor effect of cotylenin A plus interferon-alpha : possible therapeutic agents against ovary carcinoma.2005

    • 著者名/発表者名
      Honma, Y. et al.
    • 雑誌名

      Gynecol.Oncol. 99

      ページ: 680-688

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of combined treatment with rapamycin and cotylenin A, a novel differentiation-inducing agent, on human breast carcinoma MCF-7 cells and xenografts.2005

    • 著者名/発表者名
      Kasukabe, T. et al.
    • 雑誌名

      Breast Cancer Res. 7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antitumor effect of cotylenin A plus interferon-alfa : Possible therapeutic agents against ovary carcinoma2005

    • 著者名/発表者名
      Honma, Y.
    • 雑誌名

      Gynecologic Oncology 99・3

      ページ: 680-688

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of combined treatment with rapamycin and cotylenin A, a novel differentiation-inducing agent, on human breast carcinoma MCF-7 cells and xenografts.2005

    • 著者名/発表者名
      Kasukabe, T.
    • 雑誌名

      Breast Cancer Research 7・6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of a natural polyketide-isoprenoid hybrid compound furaquinocin A : Identification and heterologous expression of the gene cluster.2005

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol 188

      ページ: 1236-1244

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mycobacterium tuberculosis H37Rv3377c encodes the diterpene cyclase for producing the halimane skeleton.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, C.
    • 雑誌名

      Chem.Commun

      ページ: 1016-1018

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Enzymatic cyclizations of squalene analogs with threo-and erythro-diols at the 6,7-and 10,11-positions by recombinat squalene cyclase. Trapping of carbocation intermediates and mechanistic insights into the product and substrate specificities.2005

    • 著者名/発表者名
      Abe, T., Hoshino, T.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 3

      ページ: 3127-3139

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Proposed mechanism for diterpene synthases in the formation of phomactatriene and taxadiene.2005

    • 著者名/発表者名
      Tokiawano, T. et al.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 3

      ページ: 2713-2722

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mycobacterium tuberculosis H37Rv3377c encodes the diterpene cyclase for producing the halimane skeleton.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, C
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1016-1018

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of indole diterpenes, emindole and paxiline : involvement of the common intermediate2004

    • 著者名/発表者名
      Fueki, S. et al.
    • 雑誌名

      Org. Lett. 6

      ページ: 2697-2700

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Diterpene cyclases responsible for the biosynthesis of phytoalexins, momilactones A, B, and oryzalexins A-F in rice.2004

    • 著者名/発表者名
      Otomo, K. et al.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 68

      ページ: 2001-2006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of phomactins : common intermediate phomactatriene and taxadiene2004

    • 著者名/発表者名
      Tokiwano, T. et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 1324-1325

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Presence of copalyl diphosphate synthase gene in an actinomycete possessing the mevalonate pathway2004

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J. Antibiot. 57

      ページ: 739-747

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of indole diterpenes, emindole and paxiline : involvement of the common intermediate.2004

    • 著者名/発表者名
      Fueki, S. et al.
    • 雑誌名

      Org.Lett 6

      ページ: 2697-2700

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Diterpene cyclases responsible for the biosynthesis of phytoalexins, momilactones A, B, and oryzalexins A-F in rice.2004

    • 著者名/発表者名
      Otomo, K. et al.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 68

      ページ: 2001-2006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of phomactins : common intermediate phomactatriene and taxadiene.2004

    • 著者名/発表者名
      Tokiwano, T. et al.
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1324-1325

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Presence of copalyl diphosphate synthase gene in an actinomycete possessing the mevalonate pathway.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J.Antibiot. 57

      ページ: 739-747

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biosynthesis of phomactins : common intermediate phomactatriene and taxadiene.2004

    • 著者名/発表者名
      Tokiwano, T
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1324-1325

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of indole diterpenes, emindole and paxiline : involvement of the common intermediate.2004

    • 著者名/発表者名
      Fueki, S
    • 雑誌名

      Org.Lett. 6(16)

      ページ: 2697-2700

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Presence of copalyl diphosphate synthase gene in an actinomycete possessing the mevalonate pathway.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T
    • 雑誌名

      J.Antibiot 57

      ページ: 739-747

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Diterpene cyclases responsible for the biosynthesis of phytoalexins, momilactones A, B, and oryzalexins A-F in rice.2004

    • 著者名/発表者名
      Otomo, K
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 68(9)

      ページ: 2001-2006

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biochemical and molecular analyses of gibberellin biosynthesis in fungi.

    • 著者名/発表者名
      Kawaide, H.
    • 雑誌名

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of a rice gene family encoding type-A diterpene cyclases.

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y.
    • 雑誌名

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 12-デオキシフシコクシン誘導体およびこれを有効成分とする細胞分化誘導剤2007

    • 発明者名
      加藤修雄ら
    • 権利者名
      大阪大学, 島根大学
    • 出願年月日
      2007-02-02
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 12-デオキシフシコクシン誘導体およびこれを有効分とする細胞分化誘導剤2007

    • 発明者名
      加藤修雄ら
    • 権利者名
      大阪大学, 島根大学
    • 出願年月日
      2007-02-02
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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