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内生糸状菌のゲノム情報を活用した植物由来希少有用天然物の生合成研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K07103
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
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

石内 勘一郎  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (70608140)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード植物内生糸状菌 / 生合成遺伝子 / 異種発現 / Lycopodiumアルカロイド / Paraboeremia sp. Lsl3 / Lycopodium alkaloid / 植物由来希少有用天然物 / 生合成 / 生物合成
研究開始時の研究の概要

大量供給法が確立されないために、医薬品開発が進まない植物由来の医薬リード化合物は数多く存在する。市場への十分な供給法を確立するという観点から、近年、生合成遺伝子を活用した生物合成法の可能性が注目されている。本研究では、植物内生糸状菌に着目し、植物由来有用天然物の生合成メカニズム解明および大量生産の実現を目指す。

研究成果の概要

本研究では、ヒカゲノカズラ科植物オニトウゲシバ由来のLycopodiumアルカロイド生産内生糸状菌Paraboeremia sp. Lsl3のku遺伝子破壊株を用い、pyrG遺伝子破壊株の作出を試みた。また、Aspergillus属糸状菌の異種発現ホストとして、A. oryzaeのΔpyrG株、ΔligD/ΔpyrGおよびΔligD/ΔargB株の作出に成功した。さらに、生合成遺伝子の異種発現において、得られた形質転換体の培養液より、pelletierineとともにLycopodiumアルカロイド様新奇化合物を発見することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Lycopodiumアルカロイドは、アルツハイマー病改善薬候補であるhuperzine Aに代表される構造多様性に富んだ化合物群であり、その骨格構築に関するメカニズムは多くの研究者の興味を集めている。本研究では、生合成遺伝子の異種発現において、Lycopodiumアルカロイド様の新奇化合物を発見した。今回得られた知見は、植物由来の複雑骨格天然物を構築する同様のメカニズムを微生物が保有することをこれまで以上に強く示した。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Stereochemistries of mariannamides C and D, two lipohexapeptides, isolated from Mariannaea elegans NBRC1023012022

    • 著者名/発表者名
      Kan’ichiro Ishiuchi, Akiho Nagumo, Mitsuyasu Kawaguchi, Honoka Furuyashiki, Hidehiko Nakagawa, Dai Hirose
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 104 号: 10 ページ: 1822-1835

    • DOI

      10.3987/com-22-14728

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヒカゲノカズラ科植物由来内生糸状菌Penicillium citreosulfuratum LY111より単離した新規ジケトピペラジン天然物の構造2024

    • 著者名/発表者名
      石井脩斗、小川美怜、姜文平、廣瀬大、石内 勘一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒカゲノカズラ科植物より分離したPenicillium属糸状菌の成分研究2023

    • 著者名/発表者名
      石井脩斗、廣瀬大、石内勘一郎
    • 学会等名
      日本生薬学会第69回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ツツジ科植物由来内生糸状菌Penicillium meridianum VBP6の成分研究2023

    • 著者名/発表者名
      島凜太郎、廣瀬大、石内勘一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸状菌Mariannaea elegans NBRC102301由来新規リポペプチドの立体化学とSIRT3活性化作用2022

    • 著者名/発表者名
      石内勘一郎,南雲秋穂、川口充康、古屋敷帆乃花、中川秀彦、廣瀬大
    • 学会等名
      日本生薬学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒカゲノカズラ科植物由来内生糸状菌Penicillium citreosulfuratum LY111より単離した新規化合物の構造2022

    • 著者名/発表者名
      石井脩斗、廣瀬大、牧野 利明、石内勘一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物生息糸状菌 Mariannaea elegans NBRC102301 より単離した新規リポペプ チドの構造2021

    • 著者名/発表者名
      南雲秋穂、廣瀬大、牧野利明、石内勘一郎
    • 学会等名
      日本生薬学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物生息糸状菌由来新規化合物の構造と生物活性2020

    • 著者名/発表者名
      石内勘一郎、廣瀬大、セイエド アイシャ アンバル、小菅康弘、藤原章雄、近藤泰嗣、渡部浩平、寺坂和祥、牧野 利明
    • 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
  • [備考] 名古屋市立大学生薬学分野HP

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/syg/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学薬学部生薬学分野HP

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/syg/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学大学院薬学研究科生薬学分野HP

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/syg/index.html

    • 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: 2025-01-30  

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