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潜在的標的分子を指標としたターゲットマイニングによる化合物探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K07136
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47050:環境および天然医薬資源学関連
研究機関静岡県立大学

研究代表者

佐藤 道大  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (10629695)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード天然物生合成 / 標的分子 / 自己耐性 / ゲノムマイニング / 標的タンパク質 / 糸状菌 / 二次代謝産物
研究開始時の研究の概要

微生物は、多種多様な構造・生物活性を有する化合物を産生する。化合物合成の設計図となる生合成遺伝子は、微生物のゲノムに散逸して存在しているのではなく、生合成に必要なおおよそ全ての遺伝子が、一か所に局在(クラスター)している。この生合成遺伝子クラスターの中には、化合物の合成に必要な遺伝子だけでなく、産生菌における耐性遺伝子と考えられる遺伝子が存在している。耐性遺伝子から翻訳されるタンパク質は、その化合物の結合タンパク質、すなわち標的分子とも考えられる。本研究では未知の遺伝子クラスターに存在する潜在的標的分子を指標としたゲノムマイニング、すなわちターゲットマイニングによる効率的な化合物獲得を目指す。

研究成果の概要

本研究課題において、Cladobotryum属真菌が生産する免疫抑制活性を有するFR901483の生合成遺伝子クラスターを同定し、さらにその生合成経路をすべて明らかにすることに成功した(JACS, 143, 132-136, 2021)。加えて、本遺伝子クラスターに存在するFrzK (アミドホスホリボシルトランスフェラーゼ, PPAT)が、生産菌における耐性遺伝子であることを示し、その耐性機構を明らかにすることができた(論文執筆中)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

FR901483は、タクロリムスやサイクロスポリンなどの免疫抑制活剤とは異なる作用機序を有する化合物として単離されてきた化合物である。しかしながら、どのような作用機序かはまだ明らかになっていなかった。我々は、本化合物の耐性遺伝子を特定し、耐性遺伝子=標的分子であることを明らかにした。このことから、本化合物がどのように免疫抑制活性を示したのかがわかった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Biosynthesis of triacsin featuring an N-hydroxytriazene pharmacophore2021

    • 著者名/発表者名
      Del Rio Flores Antonio、Twigg Frederick F.、Du Yongle、Cai Wenlong、Aguirre Daniel Q.、Sato Michio、Dror Moriel J.、Narayanamoorthy Maanasa、Geng Jiaxin、Zill Nicholas A.、Zhai Rui、Zhang Wenjun
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 17 号: 12 ページ: 1305-1313

    • DOI

      10.1038/s41589-021-00895-3

    • 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] Isolation of New Colibactin Metabolites from Wild-Type Escherichia coli and In Situ Trapping of a Mature Colibactin Derivative2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Tao、Hirayama Yuichiro、Tsunematsu Yuta、Suzuki Nanami、Tanaka Seiji、Uchiyama Nahoko、Goda Yukihiro、Yoshikawa Yuko、Iwashita Yuji、Sato Michio、Miyoshi Noriyuki、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Sugimura Haruhiko、Wakabayashi Keiji、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 14 ページ: 5526-5533

    • DOI

      10.1021/jacs.1c01495

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Catalytic mechanism and endo-to-exo selectivity reversion of an octalin-forming natural Diels?Alderase2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Michio、Kishimoto Shinji、Yokoyama Mamoru、Jamieson Cooper S.、Narita Kazuto、Maeda Naoya、Hara Kodai、Hashimoto Hiroshi、Tsunematsu Yuta、Houk Kendall N.、Tang Yi、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      Nature Catalysis

      巻: 4 号: 3 ページ: 223-232

    • DOI

      10.1038/s41929-021-00577-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] o-Anisidine Dimer, 2-Methoxy-N4-(2-methoxyphenyl) Benzene-1,4-diamine, in Rat Urine Associated with Urinary bladder Carcinogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Takuma、Toyoda Takeshi、Tajima Yuya、Kishimoto Shinji、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Matsushita Kohei、Yamada Takanori、Shimamura Yuko、Masuda Shuichi、Ochiai Masako、Ogawa Kumiko、Watanabe Kenji、Takamura-Enya Takeji、Totsuka Yukari、Wakabayashi Keiji、Miyoshi Noriyuki
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 34 号: 3 ページ: 912-919

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.0c00536

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Colibactin-Producing <i>Escherichia coli</i> Isolated from Japanese Patients with Colorectal Cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Yuko、Tsunematsu Yuta、Matsuzaki Nobuo、Hirayama Yuichiro、Higashiguchi Fumi、Sato Michio、Iwashita Yuji、Miyoshi Noriyuki、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Sugimura Haruhiko、Wakabayashi Keiji、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Infectious Diseases

      巻: 73 号: 6 ページ: 437-442

    • DOI

      10.7883/yoken.JJID.2020.066

    • NAID

      130007942237

    • ISSN
      1344-6304, 1884-2836
    • 年月日
      2020-11-30
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of the Immunosuppressant (?)-FR9014832020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhuan、Tamura Yui、Tang Mancheng、Qiao Tianzhang、Sato Michio、Otsu Yoshihiro、Sasamura Satoshi、Taniguchi Masatoshi、Watanabe Kenji、Tang Yi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 1 ページ: 132-136

    • DOI

      10.1021/jacs.0c12352

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Specialized Flavoprotein Promotes Sulfur Migration and Spiroaminal Formation in Aspirochlorine Biosynthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu Yuta、Maeda Naoya、Sato Michio、Hara Kodai、Hashimoto Hiroshi、Watanabe Kenji、Hertweck Christian
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 1 ページ: 206-213

    • DOI

      10.1021/jacs.0c08879

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Association between dietary intake and the prevalence of tumourigenic bacteria in the gut microbiota of middle-aged Japanese adults2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Daiki、Murakami Haruka、Ohno Harumi、Tanisawa Kumpei、Konishi Kana、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Miyoshi Noriyuki、Wakabayashi Keiji、Watanabe Kenji、Miyachi Motohiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 15221-15221

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72245-7

    • 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] Elevated levels of proinflammatory volatile metabolites in feces of high fat diet fed KK-Ay mice2020

    • 著者名/発表者名
      Uchikawa Misaki、Kato Mai、Nagata Akika、Sanada Shunsuke、Yoshikawa Yuto、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Suzuki Takuji、Hashidume Tsutomu、Watanabe Kenji、Yoshikawa Yuko、Miyoshi Noriyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 5681-5681

    • DOI

      10.1038/s41598-020-62541-7

    • 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] Genotyping of a gene cluster for production of colibactin and in vitro genotoxicity analysis of Escherichia coli strains obtained from the Japan Collection of Microorganisms2020

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi Masanobu、Shimohara Chiaki、Oda Yoshimitsu、Hisatomi Yuuta、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Hirayama Yuichiro、Miyoshi Noriyuki、Iwashita Yuji、Yoshikawa Yuko、Sugimura Haruhiko、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Wakabayashi Keiji、Yagi Takashi、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 42 号: 1 ページ: 12-17

    • DOI

      10.1186/s41021-020-00149-z

    • 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] A new class of dimeric product isolated from the fungus Chaetomium globosum: evaluation of chemical structure and biological activity2020

    • 著者名/発表者名
      Sarmales-Murga Christopher、Akaoka Fumito、Sato Michio、Takanishi Jun、Mino Takashi、Miyoshi Noriyuki、Watanabe Kenji
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 73 号: 5 ページ: 320-323

    • DOI

      10.1038/s41429-020-0281-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cladobotryum属真菌が生産するFR901483に対する自己耐性機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      中原実玖,田村優衣,佐藤道大,原幸大,橋本博,Tang Yi,渡辺賢二
    • 学会等名
      第23回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] FR901483産生菌におけるに対する自己耐性機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      中原実玖,田村優衣,佐藤道大,原幸大,橋本博,Tang Yi,渡辺賢二
    • 学会等名
      日本生薬学会第67年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 酵素的[4+2]環化付加反応の分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物が制御するDiels-Alder反応2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部 第191回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共生型子嚢菌Pyrenula sp.に由来するpyrenulic acid類の生合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 優衣、佐藤 道大、籠浦 倫美、恒松 雄太、竹仲 由希子、棚橋 孝雄、渡辺 賢二
    • 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] Diels-Alderaseのジアステレオ選択性および生成物阻害回避メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 道大、岸本 真治、Cooper S. Jamieson、原 幸大、橋本 博、恒松 雄太、Houk N. Kendall、Yi Tang、渡辺 賢二
    • 学会等名
      第 62 回 天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 免疫抑制活性物質FR901483の生合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      田村優依, 佐藤道大, 谷口昌要, 笹村智司, 大津嘉弘, 永井浩二, 渡辺賢二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 免疫抑制活性物質FR901483の生合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      田村優依, 佐藤道大, 谷口昌要, 笹村智司, 大津嘉弘, 永井浩二, 渡辺賢二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 免疫抑制活性物質FR901483の全生合成に成功

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/index.php/topic-res-res/1271-2020-12-30

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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