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バクテリアのゲノム情報に基づくラッソペプチドの異宿主生産

研究課題

研究課題/領域番号 20K05848
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
研究機関静岡大学

研究代表者

小谷 真也  静岡大学, 農学部, 教授 (20510621)

研究分担者 中川 博之  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 上級研究員 (30308192)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードペプチド / 異宿主生産 / NMR / 環状ペプチド / ラッソペプチド / ゲノムマイニング
研究開始時の研究の概要

環状ペプチドは、代謝されにくく、中分子として、高分子と低分子の中間の性質を有することから抗体医薬等への応用が期待されている。本研究において、バクテリアのゲノムを用いて、有用な新規環状ペプチドを生産することを目的として研究を行う。最終的に本研究で得られたペプチドの生理活性を明らかにし、医薬への応用を検討する。

研究成果の概要

中分子ペプチドは抗体と低分子の特徴を併せ持つ特性が注目され、医薬への応用が期待される。ラッソペプチドは環状ペプチドであり、プロテアーゼ耐性および生理活性を有することで創薬のターゲットとして注目されている。本研究課題において、複数のペプチドの異宿主生産に成功した。スフィンゴモナスを宿主とする異宿主生産システムを確立した。さらにそのシステムを用いて新規ペプチドkoreensinの異宿主生産に成功した。NMRおよびMSスペクトルを用いて化学構造を明らかにして、NOE実験を行い、三次元立体構造を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

中分子ペプチドは抗体と低分子の特徴を併せ持つ特性が注目され、医薬への応用が期待されている。特に発酵生産でこの中分子ペプチドを生産することはこれまで難しかった。本研究において、代謝されにくい環状ペプチドの発酵生産法が確立できた。さらに遺伝子組み換えで、配列の異なるペプチドを生合成することも明らかとなった。NMRを用いた化学分析の結果、得られたペプチドは構造的にも非常に安定な三次元構造を有していることを確認することが出来た。今後、本研究で得られた成果は、ペプチド医薬の創出研究に汎用的に用いることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Heterologous production of new lanthipeptides hazakensins A and B using a cryptic gene cluster of the thermophilic bacterium Thermosporothrix hazakensis2022

    • 著者名/発表者名
      Kaweewan Issara、Ijichi Shinta、Nakagawa Hiroyuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      World Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 39 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1007/s11274-022-03463-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterologous expression of a cryptic gene cluster from a marine proteobacterium <i>Thalassomonas actiniarum</i> affords new lanthipeptides thalassomonasins A and B2022

    • 著者名/発表者名
      Thetsana Chanaphat、Ijichi Shinta、Kaweewan Issara、Nakagawa Hiroyuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      Journal of Applied Microbiology

      巻: 132 号: 5 ページ: 3629-3639

    • DOI

      10.1111/jam.15491

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterologous production of new protease inhibitory peptide marinostatin E2021

    • 著者名/発表者名
      Unno Kohta、Nakagawa Hiroyuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 1 ページ: 97-102

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa011

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterologous production of new lasso peptide koreensin based on genome mining2020

    • 著者名/発表者名
      Fuwa Hiroki、Hemmi Hikaru、Kaweewan Issara、Kozaki Ikko、Honda Hiroyuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 74 号: 1 ページ: 42-50

    • DOI

      10.1038/s41429-020-00363-5

    • NAID

      120006890000

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to harness biosynthetic gene clusters of lasso peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Kodani Shinya、Unno Kohta
    • 雑誌名

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      巻: 47 号: 9-10 ページ: 703-714

    • DOI

      10.1007/s10295-020-02292-6

    • NAID

      120006880182

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and structure determination of new linear azole-containing peptides spongiicolazolicins A and B from Streptomyces sp. CWH032020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Mana、Komaki Hisayuki、Kaweewan Issara、Dohra Hideo、Hemmi Hikaru、Nakagawa Hiroyuki、Yamamura Hideki、Hayakawa Masayuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 105 号: 1 ページ: 93-104

    • DOI

      10.1007/s00253-020-11016-w

    • NAID

      120006901647

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterologous expression of a cryptic gene cluster from Grimontia marina affords a novel tricyclic peptide grimoviridin2020

    • 著者名/発表者名
      Unno Kohta、Kaweewan Issara、Nakagawa Hiroyuki、Kodani Shinya
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 12 ページ: 5293-5302

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10605-z

    • NAID

      120006890001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 希少放線菌Sinosporangium siamenseの新規ランチペプチドの異宿主生産2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤 慧太 , 中川 博之, 小谷 真也
    • 学会等名
      第36回(2022年度)日本放線菌学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Heterologous production of a novel bicyclic peptide prunipeptin using a cryptic biosynthetic gene cluster from Streptomyces prunicolor2021

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kodani
    • 学会等名
      Pacifichem2021 symposium (RiPP Natural Products: Biosynthesis, Function, and Engineering)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces sp. 519Sから得られたlanthidinクラスに属する新規ペプチドの単離と構造決定2021

    • 著者名/発表者名
      荒川 美彩、道羅 英夫、小谷 真也
    • 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] Bacillus amyloliquefaciensのランチペプチド生合成遺伝子の発現実験2021

    • 著者名/発表者名
      黒川 紗緒里、小谷 真也
    • 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] 新規三環性ペプチドgrimoviridinの異宿主生産2020

    • 著者名/発表者名
      海野航太、Issara Kaweewan、中川博之、小谷真也
    • 学会等名
      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
  • [備考] 静岡大学農学部応用微生物学(小谷)研究室ホームページ

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/kodani/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 静岡大学小谷研究室ホームページ

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/kodani/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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