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ゲノムマイニングと生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた手法による新規化合物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K05872
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
研究機関摂南大学

研究代表者

加藤 直樹  摂南大学, 農学部, 准教授 (90442946)

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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード生合成遺伝子クラスター / 糸状菌二次代謝 / 天然物生合成 / デカリン合成酵素 / 阻害剤 / 天然物 / ゲノムマイニング
研究開始時の研究の概要

天然物の創薬資源として重要性は不変である。昨今の新規化合物発見の困難さを克服するための鍵が、微生物ゲノムに眠る多数の生合成遺伝子クラスター(BGC)である。代謝物との紐付けがなされているBGCはごく一部に限られており、大多数はどんな代謝物のBGCか不明である。よって、この未開拓遺伝子資源を有効活用することは、新規化合物探索を進める上で重要である。そこで本研究では、デカリン合成酵素Fsa2とその生合成経路をモデルに、ゲノムマイニングと生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた新たな化合物探索系を構築し、新規化合物とそのBGCの取得に取り組む。

研究成果の概要

天然物の創薬資源としての重要性は不変である。昨今の新規化合物発見の困難さを克服するための鍵が、微生物ゲノムに眠る多数の二次代謝物生合成遺伝子クラスター(BGC)である。ゲノムマイニングに生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた新たな探索系を構築することが本研究のゴールであり、デカリン合成酵素Fsa2とその生合成経路をモデルに研究を実施し、本手法が有効であることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により構築したゲノムマイニングに二次代謝物生合成酵素阻害剤処理を組み合わせた探索系が、特定の部分構造を有する天然物を効率的な探索・収集に有効で、かつ生合成遺伝子クラスターへの紐付けも容易であることを実証した。よって本手法が今後、新規天然物探索の新たな手法の1つとなることが大いに期待できる。

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

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wakodecaline C, new tetrahydrofuran-fused decalin metabolite isolated from fungus Pyrenochaetopsis sp. RK10-F0582023

    • 著者名/発表者名
      Nogawa Toshihiko、Kato Naoki、Shimizu Takeshi、Okano Akiko、Futamura Yushi、Takahashi Shunji、Koshino Hiroyuki、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 76 号: 6 ページ: 346-350

    • DOI

      10.1038/s41429-023-00613-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Basis for Two Stereoselective Diels-Alderases that Produce Decalin Skeletons2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiyama Keisuke、Kato Naoki、Re Suyong、Kinugasa Kiyomi、Watanabe Kohei、Takita Ryo、Nogawa Toshihiko、Hino Tomoya、Osada Hiroyuki、Sugita Yuji、Takahashi Shunji、Nagano Shingo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 41 ページ: 22401-22410

    • DOI

      10.1002/anie.202106186

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 遺伝子改変糸状菌より収集したデカリン含有テトラミン酸化合物の構造活性相関2023

    • 著者名/発表者名
      加藤直樹,野川俊彦,海老原佳奈,二村友史,松田一彦,丹羽隆介,高橋俊二,長田裕之
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] デカリン合成酵素の阻害剤同定と共結晶構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      加藤直樹、藤山敬介、永野真吾、高橋俊二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体選択的[4+2]環化付加反応を触媒するデカリン合成酵素の阻害剤同定2021

    • 著者名/発表者名
      加藤直樹、藤山敬介、永野真吾、高橋俊二
    • 学会等名
      第20回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体選択的Diels-Alder反応によりデカリン骨格を構築する酵素の分子基盤2021

    • 著者名/発表者名
      藤山 敬介、加藤 直樹、李 秀栄、衣笠 清美、渡邉 康平、滝田 良、野川 俊彦、日野 智也、長田 裕之、杉田 有治、高橋 俊二、永野 真吾
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] デカリン合成酵素Phm7およびFsa2のin vitroアッセイ系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      加藤直樹、藤山敬介、野川俊彦、長田裕之、永野真吾、高橋俊二
    • 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
  • [備考] 応用微生物学研究室・摂南大学農学部

    • URL

      https://www.setsunan.ac.jp/~amblab_k/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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