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大腸菌のテトラサイクリン耐性克服のための芳香族ポリケタイド生合成解明と応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K08350
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 天然資源系薬学
研究機関国立医薬品食品衛生研究所

研究代表者

田口 貴章  国立医薬品食品衛生研究所, 食品部, 室長 (80409383)

研究分担者 市瀬 浩志  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (40282610)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードアクチノロジン / 生合成 / 酸素添加 / 水酸化 / エノイル還元 / テトラサイクリン耐性率 / テトラサイクリン / 酵素機能 / タンパク精製 / 放線菌 / ポリケタイド / 連続水酸化反応 / 抗生物質 / 薬剤耐性
研究成果の概要

テトラサイクリン類同様、芳香族ポリケタイド抗生物質に分類されるアクチノロジンの新規類縁体を生合成工学で効率的に種々創出するため、その生合成を試験管で再構成することを目的とし、二成分系フラビン依存型酸素添加酵素系とエノイル還元酵素の発現系構築及び反応系の構築・最適化に成功した。これにより、酸素添加酵素の反応機構及び基質特異性が明らかとなった。エノイル還元酵素と組み合わせた複合酵素系の再構成も試み、課題が明確となった。本研究により、アクチノロジン生合成の完全再構成の実現可能性が飛躍的に高まった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大腸菌のテトラサイクリン耐性率低下は世界的に喫緊な課題の一つであり、大腸菌の薬剤排出ポンプの阻害剤を新規に創出できれば、この課題解決に寄与できる。本研究により、テトラサイクリンと類似している抗生物質アクチノロジンの、生合成に関わる酵素の一部について発現系、反応系を構築でき、反応機構を明らかとしたことの学術的な意義は大きい。加えて、生合成全体の試験管での再構成と新規阻害剤の創出の可能性も高まり、耐性率低下という社会的な課題解決の一助となる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Unveiling Two Consecutive Hydroxylations: Mechanisms of Aromatic Hydroxylations Catalyzed by Flavin‐Dependent Monooxygenases for the Biosynthesis of Actinorhodin and Related Antibiotics2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Makoto、Taguchi Takaaki、Ishikawa Kazuki、Mori Ryuichiro、Hotta Akari、Watari Susumu、Katakawa Kazuaki、Kumamoto Takuya、Okamoto Susumu、Ichinose Koji
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 5 ページ: 623-627

    • DOI

      10.1002/cbic.201900490

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アクチノロジン生合成に関与する二機能性酵素の同定と特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      市瀬 浩志,田口貴章,淡川孝義,橋元誠,石川和樹,片川和明,熊本卓哉,大西康夫,岡本晋
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アクチノロジン生合成における後期修飾過程のin vitro再構成検討2019

    • 著者名/発表者名
      田口貴章、橋元誠、石川和樹、岡本晋、市瀬浩志
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Actinorhodin生合成に関与する立体特異的エノイル還元酵素の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      石川和樹、小松薫平、太田千裕、橋元誠、田口貴章、市瀬浩志
    • 学会等名
      日本薬学会 第139回年会(2019年3月22日 千葉)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アクチノロジン生合成における連続水酸化反応機構の解析(第3報)2017

    • 著者名/発表者名
      森隆一郎, 田口貴章, 金井祐城, 丸和稔, 熊本卓哉, 岡本晋, 市瀬浩志
    • 学会等名
      2017年度(第32回)日本放線菌学会大会(長野)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 武蔵野大学 薬学研究所 生薬化学研究室

    • URL

      https://www.musashino-u.ac.jp/research/laboratory/pharmacy/lab/shoyaku.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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