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II型ポリケタイド合成酵素のもつ生合成マシナリーの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02144
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

勝山 陽平  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (50646437)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
キーワードポリケタイド / 生合成 / 放線菌 / 二次代謝 / 酵素 / polyketide / biosynthesis / enzyme / actinobacteria / secondary metabolite / enzymes / ポリエン / ポリケタイド合成酵素 / 芳香族化合物 / polyketide synthase / Streptomyces / natural products
研究成果の概要

放線菌の持つポリケタイドに着目してその生合成機構の解析を行った。Yorpyrazoneの生合成においては20種程度の遺伝子破壊株を作製し、代謝解析を行った。これにより、yoropyrazoneの生合成中間体がgriseusin誘導体であることを示した。さらにgriseusin誘導体の生合成の一部を試験管内で再構成することに成功した。fogacinの生合成経路の一部をin vitroで解析するとともに、そのうち特に興味深い酵素のX線結晶構造解析に取り組んだ。ポリケタイド合成酵素がどのようにタンパク質間相互作用を制御し、効率的に二次代謝産物を生産しているか解析し、その機構の一部を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放線菌の生産する芳香族ポリケタイドは抗がん剤であるドキソルビシンのように有用な生物活性を持つものが数多く存在する。これらの生合成機構を深く理解することで、これらの化合物の生合成経路の人為的な改変を実現し、より生物活性の良い化合物や安定性の高い化合物の創出につながる。今回、生合成機構が未知であった芳香族ポリケタイドの生合成機構が複数明らかになった。また、これらの化合物の生合成にはタンパク質タンパク質間の相互作用メカニズムを理解することが大事であるが、それに関してもいくつかの重要な知見が得られた。本研究を継続し、これらの理解がさらに進めば新たな医薬品化合物候補の創出につながると期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UCSD(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural basis for selectivity in a highly reducing type II polyketide synthase.2020

    • 著者名/発表者名
      Danyao Du, Yohei Katsuyama, Masanobu Horiuchi, Shinya Fushinobu, Aochiu Chen, Tony D. Davis, Michael D. Burkart, Yasuo Ohnishi
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 未定 号: 7 ページ: 776-782

    • DOI

      10.1038/s41589-020-0530-0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Involvement of β‐Alkylation Machinery and Two Sets of Ketosynthase‐Chain‐Length Factors in the Biosynthesis of Fogacin Polyketides in Actinoplanes missouriensis2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Kei、Katsuyama Yohei、Yokota Kousuke、Awakawa Takayoshi、Tezuka Takeaki、Ohnishi Yasuo
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 20 号: 8 ページ: 1039-1050

    • DOI

      10.1002/cbic.201800640

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 芳香族ポリケタイドyoropyrazone のスピロ環形成機構のin vitro 解析2022

    • 著者名/発表者名
      清藤 鈴奈、勝山 陽平、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 京都大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌の持つ窒素酸化物を利用した二次代謝の多様性2022

    • 著者名/発表者名
      勝山 陽平
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2つのII型PKSとFAS間におけるACPのクロストークに関するin vitro解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○堀内 真展、杜 丹ヤオ、勝山 陽平、Burkart, Michael D.、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度 福岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌の持つ二次代謝経路の探索と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      勝山 陽平
    • 学会等名
      第18回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高還元型II型PKS由来KS-CLFヘテロダイマー及びACP-KS-CLF三者複合体のX線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      杜 丹ヤオ、勝山 陽平、伏信 進矢、Chen Aochiu、Davis Tony D、Burkart Michael、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度 東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Streptomyces sp. IFM11307 由来芳香族ポリケタイド yoropyrazone 生合成に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      藤田 夏澄, 勝山 陽平, 當銘 一文, 石橋 正己, 大西 康夫
    • 学会等名
      第33回 (2018年度) 日本放線菌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of a Type II Polyketide Synthase Catalyzing Polyene Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Danyao Du, Yohei Katsuyama, Kazuo Shin-ya, Yasuo Ohnishi
    • 学会等名
      3rd European Conference on Natural Products
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放線菌の持つ多様な二次代謝産物の生合成機構2018

    • 著者名/発表者名
      勝山 陽平
    • 学会等名
      第五回天然物化学研究会 東京農業大学世田谷キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放線菌のもつ多様な二次代謝産物生合成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      勝山 陽平
    • 学会等名
      第3回関東支部例会 東京大学農学部弥生講堂一条ホール日本農芸化学会奨励賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 醗酵学研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/hakko/index.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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