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リボソーム翻訳後修飾ペプチド天然物の構造多様性拡張

研究課題

研究課題/領域番号 21H04712
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関学習院大学 (2023-2024)
東京大学 (2021-2022)

研究代表者

尾仲 宏康  学習院大学, 理学部, 教授 (80315829)

研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2024年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2023年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2021年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
キーワード生合成 / 二次代謝 / 放線菌 / ペプチド / 創薬 / 天然物 / 中分子創薬 / RiPPs / 天然物創薬 / peptide / biosynthesis / microbiology / ribosome synthesis / post-translational / ペプチド系抗生物質 / 微生物
研究開始時の研究の概要

新薬創製に利用できる中分子天然物として、我々はリボゾーム翻訳後修飾ペプチド(RiPPs)に注目している。RiPPsは数十のアミノ酸が連結したペプチド化合物であり、アミノ酸配列の組み合わせとアミノ酸側鎖の翻訳後修飾により、極めて多様な構造バリエーションを取ることが可能である。本研究では、我々自ら発見したラクタゾール(LZ)、ゴードスポリン(GS)、ゴードビオニン(GV)を母核として、既存の天然物の構造多様性を凌駕する人工非天然型RiPPsを合成生物学的に創製し、医薬品リード化合物へとつなげる。

研究成果の概要

本研究では、リボソーム翻訳後修飾ペプチド(RiPPs)を基盤とした新規天然物の構造多様性を拡張し、中分子創薬シーズとしての技術基盤を構築することを目的とした。RiPPsとポリケタイドのハイブリッド化合物に着目し、GdvG酵素の構造解析を行うとともに、膜透過性向上を狙ったペプチド改変や、LZアナログの発酵生産系の確立を進めた。さらに、安定同位体標識法とゲノムマイニングを併用することで、新規リポペプチド「ソラビオマイシン」の発見に成功し、GodF酵素の機能と構造も明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、天然物の枠を超えた非天然型ペプチドの創製手法が確立され、多様な修飾や骨格改変を可能とする新たな創薬プラットフォームの構築に成功した。特に、ソラビオマイシンのような新規リポペプチドやGodF酵素の構造情報は、次世代抗菌薬の開発に資する学術的知見として重要である。加えて、膜透過性改良技術や大量調製系の確立は、産業応用に向けた中分子医薬品の開発基盤として社会的にも高い意義を有する。

報告書

(6件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] SolS-catalyzed sulfoxidation of labionin to solabionin drives antibacterial activity of solabiomycins2023

    • 著者名/発表者名
      Ijichi Shinta、Hoshino Shotaro、Asamizu Shumpei、Onaka Hiroyasu
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 89 ページ: 129323-129323

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2023.129323

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Isotope-Guided Metabolomics Reveals Polar-Functionalized Fatty-Acylated RiPPs from <i>Streptomyces</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Asamizu Shumpei、Ijichi Shinta、Hoshino Shotaro、Jo Hansaem、Takahashi Hidenori、Itoh Yuko、Matsumoto Sohkichi、Onaka Hiroyasu
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 17 号: 10 ページ: 2936-2944

    • DOI

      10.1021/acschembio.2c00601

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate Models of Substrate Preferences of Post-Translational Modification Enzymes from a Combination of mRNA Display and Deep Learning2022

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

      ACS Central Science

      巻: 8 号: 6 ページ: 814-824

    • DOI

      10.1021/acscentsci.2c00223

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De Novo Discovery of Thiopeptide Pseudo-natural Products Acting as Potent and Selective TNIK Kinase Inhibitors2022

    • 著者名/発表者名
      Vinogradov Alexander A.、Zhang Yue、Hamada Keisuke、Chang Jun Shi、Okada Chikako、Nishimura Hirotaka、Terasaka Naohiro、Goto Yuki、Ogata Kazuhiro、Sengoku Toru、Onaka Hiroyasu、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 44 ページ: 20332-20341

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07937

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新規作用機序の抗生物質創製に向けたGoadsporin構造活性相関の研究2025

    • 著者名/発表者名
      星野千優、星野翔太郎、尾仲宏康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2025年度大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Actinomadura sp. RD004911と近縁な株に保存されているVLP生合成遺伝子クラスター2025

    • 著者名/発表者名
      小牧久幸、星野翔太郎、尾仲宏康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2025年度大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Unnatural thiopeptide drug development using RIPP biosynthetic machinery.2024

    • 著者名/発表者名
      H. Onaka
    • 学会等名
      US/Japan Seminar on Natural Product Biosynthesis.
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規作用機序の抗生物質創製に向けたGoadsporin構造活性相関の研究2024

    • 著者名/発表者名
      星野千優, 星野翔太郎, 尾仲宏康
    • 学会等名
      2024年度日本放線菌学会大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Unnatural thiopeptide production using RIPP biosynthetic machinery.2024

    • 著者名/発表者名
      H. Onaka
    • 学会等名
      5th European Conference on Natural Products,
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Unnatural thiopeptide production using RIPP biosynthetic machinery.2024

    • 著者名/発表者名
      H. Onaka
    • 学会等名
      3rd Japanese-German Symposium
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unnatural thiopeptide production using RIPP biosynthetic machinery.2024

    • 著者名/発表者名
      H. Onaka
    • 学会等名
      The 2nd Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Natural Products Biosynthesis,
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RiPPsアナログを用いた中分子創薬2024

    • 著者名/発表者名
      4.尾仲宏康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unnatural thiopeptide design using RIPPs biosynthetic machinery2023

    • 著者名/発表者名
      H. Onaka.
    • 学会等名
      3rd Japan-Switzerland-Germany Workshop on Biocatalysis and Bioprocess Development.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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