• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

微生物イソプレノイド生合成遺伝子資源の機能開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16310153
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 生物分子科学
研究機関富山県立大学

研究代表者

大利 徹  富山県立大学, 工学部, 助教授 (70264679)

研究分担者 松浦 信康  岡山理科大学, 理学部, 講師 (60281250)
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
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワードイソプレノイド / 環化酵素 / 放線菌 / ent-copalyl diphosphate / pimara-9(11),15-diene / brasilicardin A / furaquinocin A / copalyl diphosphate / pimara-9(11), 15-diene / KS505a / isoprenoid / cyclase / Actinobacteria / mevalonate pathway
研究概要

1.筆者はこれまでに、イソプレノイド化合物の共通出発原料であるイソペンテニル2リン酸の生合成経路としてMEP経路とメバロン酸経路を併せ持つ放線菌は、例外なくイソプレノイド化合物を生産し、更にそれらの生合成遺伝子群は、メバロン酸経路遺伝子群近傍に存在することを見出した。本方法論を駆使し、Streptomyces sp.KO-3988株からイソプレノイド-ポリケタイド融合化合物として初めての例となるfuraquinocin A生合成遺伝子群、および原核生物起源として初めて3-hydroxypimara-9(11),15-diene生合成遺伝子群を取得した。さらに、後者の生合成に関与する2つのジテルペン環化酵素{ent-copalyl diphosphate生合成酵素(CDPS)とpimaradiene生合成酵素(PMDS)}を組換え酵素として発現させ酵素学的諸性質を詳細に検討した。その結果、CDPSは基質であるgeranylgeranyl diphosphate(GGDP)を環化しent-copalyl diphosphateへと変換し、次いでPMDSがpimara-9(11),15-dieneへと変換することを明らかにした。また、両酵素の詳細な酵素学的諸性質を検討し以下の結果を得た。CDPS:至適温度35℃、至適pH 5.5、Km 13.7μM±1.0、Vmax 36.4±0.9、金属要求性、Mgで高活性。PMDS:至適温度30℃、至適pH 7.0、Km 2.57μM±0.2、Vmax 0.96±0.014、金属要求性、Mg、Coで高活性。
2.放線菌Nocardia brasiliensis IFM 0406株が生産するbrasilicardin A(BC)は、ジテルペン、アミノ酸、糖、芳香環からなるユニークな天然生理活性物質である。その生合成を明らかにする第一歩として、生合成遺伝子クラスターの取得・解析を行った。IFM 0406株はメバロン酸経路を有さないため上記方法論は使えない。そこで、BCがジテルペン骨格を有することを利用し、最初にGGDP生合成遺伝子を取得した後、周辺領域を探索することにより11の遺伝子群からなるBCの推定生合成遺伝子クラスターを取得した。これらが実際にBCの生合成に関与することを証明するため、異種宿主であるS.lividansに導入した結果、2つの特異的化合物が生産された。LC-MSで解析した結果、これら化合物はBC関連化合物と推定されたことから、取得した遺伝子群はBC生合成遺伝子群と推定された。

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

    (16件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (16件)

  • [雑誌論文] 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
      C.Ikeda, Y.Hayashi, N.Itoh, H.Seto, T.Dairi
    • 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 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Comparative Analysis of the Sugar Phosphate Cyclase Superfamily Involved in Primary and Secondary Metabolism.2007

    • 著者名/発表者名
      X.Wu, P.M.Flatt, O.Schlorke, A.Zeeck, T.Dairi, T.Mahmud
    • 雑誌名

      ChemBioChem. 8

      ページ: 239-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fusicoccins are biosynthesized by an unusual chimera diterpene synthase in fungi2007

    • 著者名/発表者名
      T.Toyomasu, M.Tsukahara, A.Kaneko, R.Niida, W.Mitsuhashi, T.Dairi, N.Kato, T.Sassa
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 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 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 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
      C.Ikeda, Y.Hayashi, N.Itoh, H.Seto, T.Dairi
    • 雑誌名

      J.Biochem. vol.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] A Comparative Analysis of the Sugar Phosphate Cyclase Superfamily Involved in Primary and Secondary Metabolism.2007

    • 著者名/発表者名
      X.Wu, P.M.Flatt, O.Schlorke, A.Zeeck, T.Dairi, T.Mahmud
    • 雑誌名

      ChemBioChem. vol.8, Issiue 2

      ページ: 239-248

    • 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 fungi2007

    • 著者名/発表者名
      T.Toyomasu, M.Tsukahara, A.Kaneko, R.Niida, W.Mitsuhashi, T.Dairi, N.Kato, T.Sassa
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA vol.104, No.9

      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] 放線菌の多様なイソプレノイド生合成遺伝子2006

    • 著者名/発表者名
      大利 徹
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー 64

      ページ: 433-438

    • NAID

      10017643308

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 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 cluster2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kawasaki
    • 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] fldA is an essential gene required in the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate pathway for isoprenoid biosynthesis.2005

    • 著者名/発表者名
      K.J.Puan
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 579

      ページ: 3802-3806

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Engineering of Phenylacetaldehyde Reductase for Efficient Substrate Conversion in Concentrated 2-Propanol.2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Makino
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol. 71

      ページ: 4713-4720

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies on biosynthetic genes and enzymes of isoprenoids produced by ctinomycetes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Dairi
    • 雑誌名

      J.Antibiot. 58

      ページ: 227-243

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Studies on biosynthetic genes and enzymes of isoprenoids produced by actinomycetes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Dairi
    • 雑誌名

      Japanese J.Antibiot. 58

      ページ: 87-98

    • NAID

      10014493589

    • 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
      C.Nakano, T.Okamura, T.Sato, T.Dairi, T.Hoshino
    • 雑誌名

      Chem Commun Apr 21 ; (8)

      ページ: 1016-1018

    • NAID

      120006745822

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Heterologous mevalonate production in Streptomyces lividans TK232004

    • 著者名/発表者名
      T.Kuzuyama, T.Dairi, H.Yamashita, Y.Shoji, H.Seto.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem. 68

      ページ: 931-934

    • NAID

      10013144128

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification and cloning of the gene involved in the final step of chlortetracycline biosynthesis in Streptomyces aureofaciens.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nakano, K.Miyake, H.Endo, T.Dairi, T.Mizukami, R.Katsumata
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem. 68

      ページ: 1345-1352

    • NAID

      10013286847

    • 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 pathway2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kawasaki, T.Kuzuyama, Y.Kuwamori, N.Matsuura, N.Itoh, K.Furihata, H.Seto, T.Dairi
    • 雑誌名

      J.Antibiot. 57

      ページ: 739-747

    • NAID

      10014024066

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi