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Characterization of novel biosynthetic gene clusters for combinatorial synthesis of thiopeptides

研究課題

研究課題/領域番号 20K15407
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

VINOGRADOV Alexander  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (90845819)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードBiosynthesis / Enzymes / mRNA display / Bioengineering / Biochemistry / Natural products / Thiopeptides / Combinatorial synthesis
研究開始時の研究の概要

Thiopeptides are natural products possessing strong antibacterial activity, which can often overcome antibiotic resistance. Characterization of novel thiopeptides and their modes of action aids the development of the next generation antibiotics, and may directly provide potential drug candidates. Here we propose to identify and characterize new thiopeptides with the ultimate goal of devising a platform for combinatorial biosynthesis of natural product-like compounds. We believe that this research will allow us to utilize thiopeptides as molecular scaffolds for drug discovery purposes.

研究成果の概要

研究は、2つの方向性に焦点をあてて行われました。
1.新規生理活性を有する擬似天然物ラクタゾール様チオペプチドの探索のための mRNA-displayのプラットフォームの開発。我々は、提案したプラットフォームを確立し、設計された生物活性を持つ擬似天然物を発見することにより、その有用性を示した。この開発には、ラクタゾール生合成の再構築、ライブラリ構築プロトコルの開発、そして合成されたセレクションヒットの生化学的特性評価が含まれる。
2.ラクタゾール様生合成酵素の再構築。laz BGCに相同な 4 つの生合成遺伝子クラスターから 12種類の酵素の生産に成功した。発現した酵素はすべて活性を持っていた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Discovery of new pharmaceuticals is a major challenge in the modern biomedical research. This research addresses the need for new methods to discover compounds with good biological activities and favourable pharmacological profiles using bacterial natural products as an inspiration.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020 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) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Site-Specific Nonenzymatic Peptide S/O-Glutamylation Reveals the Extent of Substrate Promiscuity in Glutamate Elimination Domains2021

    • 著者名/発表者名
      Alexander A. Vinogradov, Masanobu Nagano, Yuki Goto, and Hiroaki Suga
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 33 ページ: 13358-13369

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06470

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accurate Broadcasting of Substrate Fitness for Lactazole Biosynthetic Pathway from Reactivity-Profiling mRNA Display2020

    • 著者名/発表者名
      Vinogradov Alexander A.、Nagai Emiko、Chang Jun Shi、Narumi Kakeru、Onaka Hiroyasu、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 48 ページ: 20329-20334

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10374

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [備考] Manuscript preprint

    • URL

      https://doi.org/10.1101/2022.02.14.480467

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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