寄生虫由来新規天然物探索を軸としたユニークな生合成経路の開拓

• 研究課題/領域番号: 20K15455
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分38040:生物有機化学関連
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 上田 大次郎 新潟大学, 自然科学系, 助教 (60843919)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 天然物 / 寄生虫 / テルペン / 生合成 / terpenoid / parasite / natural products

研究開始時の研究の概要

生物が生産する有機化合物（天然物）は、構造が複雑であり、医農薬・香料・機能性食品素材などとして人間生活に広く利用されてきた。天然物の需要は増す一方だが、近年その発見数は減少してきている。しかし、応募者は「新規有用天然物は数多く存在し、人類が見逃しているターゲットが存在する」と考えている。本研究では、「天然物探索が行われていない寄生虫」に焦点を当て、「多様な未発見天然物群」を導き、ユニークな生合成経路を発見する。その生合成経路を利用し、有用天然物を大量に酵素合成し、生理活性を見出す。これらにより寄生虫から有用天然物を見出すスキームを創造し、「寄生虫天然物化学創出」への足掛かりを提示する。

研究成果の概要

8種類の寄生虫サンプルから新規天然物の探索を行った。その中でPharurus sunameriのGC-MS解析の結果、新規環状化合物である可能性があり、単離構造決定を目指した。その化合物がP. sunameriに普遍的に存在する化合物であるか、様々な宿主から単離された約100 gのP. sunameriを解析した。また、異なる宿主から単離された同種の寄生虫が同一の化合物を生成しているか確認した。
解析の結果、異なる宿主由来の同種寄生虫が同一の化合物をもつことを確認することはできなかった。また、P. sunameriに普遍的に存在する化合物であるか特定することもできなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

天然物探索が全く行われていない寄生虫に焦点を当て、研究を丹念に行えば、新規性の高い天然物が見つかり、新規生合成経路および新規酵素が発見できると考え実験を行ったが、残念ながら、その発見には至らなかった。寄生虫の安定的な供給が困難なことや、個体ごとに再現性が取れない等問題点がいくつも見つかった。しかし、寄生虫に対する天然物探索・生合成研究的アプローチは初の試みであり、いまだ不明なことは多いが、今後さらなる解析により、新規生合成経路、新規酵素の発見、新規化合物の発見等のターゲットとして期待される。