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ペプチドを基質とする新規立体反転酵素の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K05449
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

小笠原 泰志  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20732986)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード天然物化学 / 生合成 / ペプチド / エピメラーゼ / 酵素 / 阻害剤 / 天然物 / 反応機構
研究成果の概要

一般に生体を構成するアミノ酸はL体であるが、D体のアミノ酸も細菌や動植物を問わず広く分布している。D-アミノ酸含有ペプチドの生合成では、L-アミノ酸からなるペプチドに対するエピメリ化 (立体反転反応) でD体残基が導入される例はあまり知られていなかった。本研究では細胞壁の構成成分であるペプチドグリカンと天然物であるMS-271の生合成に新規なペプチドエピメリ化酵素が関わることを見出し、その反応の詳細について解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

見出した2つの新規エピメリ化酵素は、有機合成的手法では難しい、Lアミノ酸からなる通常のペプチドの選択的なエピメリ化反応を触媒してペプチドにD-アミノ酸残基を導入する。このような酵素はこれまでほとんど知られておらず、本研究は生合成酵素の新たな可能性を見出した点で学術的に重要である。また、D-アミノ酸残基の導入は、一般にペプチドの安定化に寄与することが知られているため、本酵素を用いた生理活性ペプチドの安定化技術への応用が期待できる。

報告書

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

    (41件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] North Carolina State university(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Cyclopropane Formation in the Biosyntheses of Hormaomycins and Belactosins: Sequential Nitration and Cyclopropanation by Metalloenzymes2021

    • 著者名/発表者名
      Li Xiaojun、Shimaya Ryo、Dairi Tohru、Chang Wei‐chen、Ogasawara Yasushi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 7

    • DOI

      10.1002/anie.202113189

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of pulvomycin as an inhibitor of the futalosine pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi、Umetsu Shuhei、Inahashi Yuki、Nonaka Kenichi、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 74 号: 11 ページ: 825-829

    • DOI

      10.1038/s41429-021-00465-8

    • NAID

      120007193348

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of an alternative pathway of peptidoglycan biosynthesis: A new target for pathway specific inhibitors2021

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      巻: 48 号: 9-10

    • DOI

      10.1093/jimb/kuab038

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the peptide epimerase MslH responsible for d-amino acid introduction at the C-terminus of ribosomal peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Feng Zhi、Ogasawara Yasushi、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 7 ページ: 2567-2574

    • DOI

      10.1039/d0sc06308h

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of Peptide Epimerization in Poly-γ-glutamic Acid Biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi、Shigematsu Mayuko、Sato Shota、Kato Hinata、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 号: 11 ページ: 3972-3975

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b01121

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of actinomycin D as a specific inhibitor of the alternative pathway of peptidoglycan biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi、Shimizu Yohei、Sato Yohei、Yoneda Tomoki、Inokuma Yasuhide、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 73 号: 2 ページ: 125-127

    • DOI

      10.1038/s41429-019-0252-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vitro characterization of MitE and MitB: Formation of N-acetylglucosaminyl-3-amino-5-hydroxybenzoyl-MmcB as a key intermediate in the biosynthesis of antitumor antibiotic mitomycins2019

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi、Nakagawa Yo、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 29 号: 16 ページ: 2076-2078

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.07.009

    • NAID

      120007132051

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New enzymes for peptide biosynthesis in microorganisms2019

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Yasushi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 4 ページ: 589-597

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1559028

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712018

    • 著者名/発表者名
      Feng Zhi、Ogasawara Yasushi、Nomura Satoshi、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 19 号: 19 ページ: 2045-2048

    • DOI

      10.1002/cbic.201800315

    • NAID

      120006727595

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 三員環構造を有するペプチド抗生物質ベラクトシンとホルマオマイシンの生合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      島谷 諒、大利 徹、小笠原 泰志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラッソペプチドRES-701 の生合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      山谷 優花、小笠原 泰志、佐藤 康治、大利 徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of Peptide Epimerization in the biosynthesis of Linaridin Class Ribosomally Synthesized and Post-translationally Modified Peptides2022

    • 著者名/発表者名
      Wanlu Xiao、Yasushi Ogasawara、Yasuharu Satoh、Tohru Dairi
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] New peptide epimerase in the biosynthesis of a D-tryptophan-containing lasso peptide, MS-2712021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ogasawara and Tohru Dairi
    • 学会等名
      Directing Biosynthesis Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三員環構造を有するペプチド抗生物質ベラクトシンとホルマオマイシンの生合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      島谷 諒, 大利 徹, 小笠原 泰志
    • 学会等名
      2021 年度 日本農芸化学会北海道支部第2 回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Linaridin natural products containing D-amino acids2021

    • 著者名/発表者名
      Wanlu Xiao, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi
    • 学会等名
      2021 年度 日本農芸化学会北海道支部第2 回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In vitro characterization of early steps in the biosynthesis of antitumor antibiotics mitomycins2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ogasawara, Yo Nakagawa, Chitose Maruyama, Yoshimitsu Hamano and Tohru Dairi
    • 学会等名
      PacifiChem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the biosynthetic machinery in bacterial polyunsaturated fatty acid synthases2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ogasawara and Tohru Dairi
    • 学会等名
      2022 Canadian Lipids and Proteins Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリグルタミン酸生合成におけるエピメリ化酵素の同定2020

    • 著者名/発表者名
      ○加藤陽菜多、小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      2020年度日本農芸化学会北海道支部/第50回日本栄養・食料学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ATP依存ペプチドエピメラーゼMurLの反応機構解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○中尾優文、小笠原泰志、佐藤康治、大利徹
    • 学会等名
      2020年度日本農芸化学会北海道支部/第50回日本栄養・食料学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification and Characterization of the Peptide Epimerase Catalyzing Isomerization of the C-terminal L-Tryptophan Residue in the Biosynthesis of Lasso Peptide, MS-2712020

    • 著者名/発表者名
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi
    • 学会等名
      2020年度日本農芸化学会北海道支部/第50回日本栄養・食料学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗腫瘍抗生物質マイトマイシンの生合成解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○中川陽、小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      2020年度日本農芸化学会北海道支部/第50回日本栄養・食料学会北海道支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリグルタミン酸生合成におけるエピメリ化酵素の同定2020

    • 著者名/発表者名
      ○加藤陽菜多、小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ATP依存ペプチドエピメラーゼMurLの反応機構解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○中尾優文、小笠原泰志、佐藤康治、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification and Characterization of a Novel Peptide Epimerase Responsible for the C-terminal D-Tryptophan Introduction in the Biosynthesis of Lasso Peptide, MS-2712020

    • 著者名/発表者名
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗腫瘍抗生物質マイトマイシンの生合成解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○中川陽、小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物病原菌に見出した新規ペプチドグリカン生合成経路2020

    • 著者名/発表者名
      ○小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      第6回北大部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of a novel epimerase in the biosynthesis of D-tryptophan containing lasso peptide, MS-2712020

    • 著者名/発表者名
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi
    • 学会等名
      2020年日本農芸化学会大会、福岡
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Involvement of peptide epimerization in poly-gamma-glutamic acid biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      ○Yasushi Ogasawara, Mayuko Shigematsu, Shota Sato, Hinata Kato, and Tohru Dairi
    • 学会等名
      SIMB annual meeting, Washington DC
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712019

    • 著者名/発表者名
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, Satoshi Nomura, Tohru Dairi
    • 学会等名
      International Symposium on Biopolymer Synthesis and Degradation, Sapporo
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチドグリカン新規生合成経路阻害剤の探索2019

    • 著者名/発表者名
      ○清水庸平、佐藤洋平、小笠原泰志、米田友貴、猪熊泰英、大利徹
    • 学会等名
      第34回日本放線菌学会大会、札幌
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712019

    • 著者名/発表者名
      ○Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, Satoshi Nomura, Tohru Dairi
    • 学会等名
      Chemical Biology and Drug Discovery. Cold Spring HarborAsia Conferences, Suzhou, China
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリグルタミン酸生合成における新規エピメリ化反応2019

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤将太、重松真由子、加藤陽菜多、小笠原泰志、大利徹
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会、岡山
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploration of futalosine pathway specific inhibitors2019

    • 著者名/発表者名
      ○Yohei Shimizu, Kensuke Kondo, Yohei Sato, Yasushi Ogasawara and Tohru Dairi
    • 学会等名
      International Symposium on Biopolymer Synthesis and Degradation, Sapporo
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An unprecedented glutamate epimerase for bacterial peptidoglycan biosynthesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Ruoyin Feng, Yasuharu Sato, Yasushi Ogasawara, and Tohru Dairi.
    • 学会等名
      3rd European Conference on Natural Products
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New Enzymes for Peptide Biosynthesis in Microorganisms.2018

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Ogasawara and Tohru Dairi
    • 学会等名
      Japanese-German Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biosynthetic Gene Cluster of a-D-Tryptophan Containing Lasso Peptide, MS-2712018

    • 著者名/発表者名
      Zhi Feng, Yasushi Ogasawara, Satoshi Nomura and Tohru Dairi
    • 学会等名
      日本放線菌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド天然物の生合成に関わる新規酵素の探索2018

    • 著者名/発表者名
      小笠原 泰志
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部・東北支部 合同支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物に見出したペプチドグリカン新規生合成酵素の解析2018

    • 著者名/発表者名
      馮若茵、佐藤康治、小笠原泰志、森田洋行、吉村徹、大利徹
    • 学会等名
      第60回 天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Recognition mechanism of substrate chirality in UDP-MurNAc-L-Ala-Glu synthetase2018

    • 著者名/発表者名
      Ruoyin FENG, Yasuharu SATOH, Hiroyuki MORITA, Yasushi OGASAWARA, Tohru DAIRI
    • 学会等名
      2019年度 農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Biosynthetic Gene Cluster of a D-Tryptophan-Containing Lasso Peptide, MS-2712018

    • 著者名/発表者名
      Zhi FENG, Yasushi OGASAWARA, Satoshi NOMURA, Tohru DAIRI
    • 学会等名
      2019年度 農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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