各種ポリケタイド生合成酵素による分子多様性の創出

• 研究課題/領域番号: 22241054
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 野口 博司 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (60126141)
• 研究分担者: 久城 哲夫 明治大学, 農学部, 准教授 (80373299) ; 梅原 薫 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40185070) ; 渡辺 賢二 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (50360938)
• 連携研究者: 渡辺 賢二 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (50360938) ; 飯田 滋 静岡県立大学, 生活健康科学研究科・薬学研究科, 特任教授 (30012777)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円); 2012年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2011年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円); 2010年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
• キーワード: ゲノム / 酵素工学 / 生理活性 / biosynthesis / 生合成 / メロテルペノイド / 分子多様性 / テルペン環化酵素 / 酵素 / テレトニン / プレニル基転移酵素 / バイオテクノロジー

研究概要

マンゴスチンから得られたポリケタイド合成酵素)はベンゾイル CoAに高い親和性を示しベンゾフェノンを生成し, 同時に多様なアシル CoA を開始基質として受容し、ポリケタイドラクトンを生成した。糸状菌のメロテルペノイド生合成酵素遺伝子、非リボソーム依存性ペプチド合成酵素、プレニル基転移酵素、シトクロム P450 酸化酵素を獲得し、ゲノム遺伝子を改変し発現系とした出芽酵母株にプラスミドとして導入した。するとスピロトリプロスタチン類の予想生合成中間体であるブレミナミド F、トリプロスタチン B およびデメトキシフミトレモルゲン C の産生が再現性よく確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Combinatorial generation of complexity by redox enzymes in the chaetoglobosin a biosynthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishiuchi, T. Nakazawa, F. Yagishita, T. Mino, H. Noguchi, K. Hotta, K. Watanabe
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 135 ページ: 7371-7377
• [雑誌論文] Combinatorial Generation of Complexity by Redox Enzymes in the Chaetoglobosin A Biosynthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishiuchi, T. Nakazawa, F. Yagishita, T. Mino, H. Noguchi, K.a Hotta, K. Watanabe
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 19 ページ: 7371-7377
  • DOI: 10.1021/ja402828w
  • URL: http://dx.doi.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terretonin biosynthesis requires methylation as essential step for cyclization (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuda, T. Awakawa, T. Itoh, T. Wakimoto, T. Kushiro, I. Fujii, Y. Ebizuka, I. Abe
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13(12) ページ: 1738-1741
• [雑誌論文] Identification of a key prenyltransferase involved in biosynthesis of the most abundant fungal meroterpenoids derived from 3,5-dimethylorsellinic acid (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Itoh, K. Tokunaga, E.K. Radhakrishnan, I. Fujii, I. Abe, Y. Ebizuka, T. Kushiro
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13(8) ページ: 1132-1135
• [雑誌論文] Benzophenone synthase from Garcinia mangostana (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nualkaew, H. Morita, Y. Shimokawa, K. Kinjo, T. Kushiro, W. De-Eknamkul, Y. Ebizuka, I. Abe
  • 雑誌名: L. pericarps. Phytochemistry 巻: 77 ページ: 60-69
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of copper amine oxidase from Huperzia serrate (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Sun, H. Morita, G. Chen, H. Noguchi, I.Abe
  • 雑誌名: Bioorg. & Med. Chem. Lettr. 巻: 22(18) ページ: 5784-5790
• [雑誌論文] Induced production of mycotoxins in an endophytic fungus from the medicinal plant Datura stramonium L. (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Sun, T. Awakawa, H. Noguchi, I. Abe
  • 雑誌名: Bioorg. & Med. Chem.Lettr 巻: 22(20) ページ: 6397-6400
• [雑誌論文] Prenylation of a Nonaromatic Carbon of Indolylbutenone by a Fungal Indole Prenyltransferase (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, H. Morita, T. Wakimoto, T. Mori, H. Noguchi, I. Abe
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 14 (12) ページ: 3080-3083
• [雑誌論文] Establishing a new methodology for genome mining and biosynthesis of polyketides and peptides through yeast molecular genetics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishiuchi, T. Nakazawa, T. Ookuma, S. Sugimoto, M. Sato, Y. Tsunematsu, N. Ishikawa, H. Noguchi, K. Hotta, H. Moriya, K. Watanabe
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13(6) ページ: 846-854
• [雑誌論文] Overexpressing transcriptional regulator in Aspergillus oryzae activates a silent biosynthetic pathway to produce novel polyketide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakazawa, K. Ishiuchi, A. Praseuth, H. Noguchi, K. Hotta, K. Watanabe
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13(6) ページ: 855-861
• [雑誌論文] Overexpressing transcriptional regulator in Chaetomium globosum activates a silent biosynthetic pathway: evaluation of shanorellin biosynthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsunematsu, S. Ichinoseki, T. Nakazawa, N. Ishikawa, H. Noguchi, K. Hotta, K. Watanabe
  • 雑誌名: J. of Antibiotics 巻: 65(7) ページ: 377-380
  • NAID: 10030955543
• [雑誌論文] Expression, purification and crystallization of an indole prenyltransferase from Aspergillus fumigatus (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, H. Morita, R. Kato, H. Noguchi, S. Sugio, I. Abe
  • 雑誌名: Acta Cryst. Section F 巻: 68 ページ: 355-358
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of copper amine oxidase from Huperzia serrate (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Sun, H. Morita, G. Chen, H. Noguchi, I. Abe
  • 雑誌名: Bioorg. & Med. Chem. Lettr., 巻: 22(18) 号: 20 ページ: 5784-5790
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.08.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced production of mycotoxins in an endophytic fungus from the medicinal plant Datura stramonium L. (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Sun, T. Awakawa, H. Noguchi, I. Abe
  • 雑誌名: Bioorg. & Med. Chem. Lettr. 巻: 22(20) 号: 18 ページ: 6397-6400
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.07.102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flavonoid and stilbenoid production in callus cultures of Artocarpus lakoocha (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Maneechai, W. De-Eknamkul, K. Umehara, H. Noguchi, K. Likhitwitayawuid
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 81 ページ: 42-49
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2012.05.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishing a New Methodology for Genome Mining and Biosynthesis of Polyketides and Peptides through Yeast Molecular Genetics (2012)
  • 著者名/発表者名: 石内勘一郎、佐藤道大, 他9名
  • 雑誌名: Chembiochem 巻: 13 号: 6 ページ: 846-854
  • DOI: 10.1002/cbic.201100798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpressing transcriptional regulator in Aspergillus oryzae activates a silent biosynthetic pathway to produce novel polyketide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakazawa, K. Ishiuchi, A. Praseuth, H. Noguchi, K. Hotta, K. Watanabe
  • 雑誌名: ChemBioChem. 巻: 13(6) 号: 6 ページ: 855-861
  • DOI: 10.1002/cbic.201200107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benzophenone synthase from Garcinia mangostana L.pericarps (2012)
  • 著者名/発表者名: Natsajee Nualkaew, Hiroyuki Morita, Yoshihiko Shimokawa, Keishi Kinjo, Tetsuo Kushiro, Wanchai De-Eknamkul, Yutaka Ebizuka, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Phytochem. 巻: 77 ページ: 60-69
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2012.02.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terretonin biosynthesis requires methylation as essential step for cyclization. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuda, T. Awakawa, T. Itoh, T. Wakimoto, T. Kushiro, I. Fujii, Y. Ebizuka, I. Abe
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13(12) 号: 12 ページ: 1738-1741
  • DOI: 10.1002/cbic.201200369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpressing transcriptional regulator in Aspergillus oryzae activates a silent biosynthetic pathway to produce novel polyketide (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, T., Ishiuchi, K., Praseuth, A., Noguchi, H., Hotta, K., Moriya, H., Watanabe, K.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13 ページ: 855-861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishing a new methodology for genome mining and biosynthesis of polyketides and peptides through yeast molecular genetics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishiuchi, K., Nakazawa, T., Ookuma, T., Sugimoto, T., Sato, M., Tsunematsu, Y., Ishikawa, N., Noguchi, H., Hotta, K., Moriya, H., Watanabe, K.
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 13 ページ: 846-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive overview on genomically directed assembly of aromatic polyketides and macrolide lactones using fungal megasynthases (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Saruwatari, A. P Praseuth, M. Sato, K. Torikai, H. Noguchi, K. Watanabe
  • 雑誌名: The Journal of Antibiotics 巻: 64 ページ: 9-17
  • NAID: 10030637198
• [雑誌論文] Practical Synthesis of dopa derivative for biosynthetic production of potent antitumor natural products, Saframycins and Ecteinascidin 743 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Torikai, T. Saruwatari, T. Kitano, T. Sano, A. Nakane, H. Noguchi, K. Watanabe
  • 雑誌名: Letters In Organic Chemistry 巻: 8-10 ページ: 686-689
  • NAID: 120005133055
• [雑誌論文] Enzymatic formation of an aromatic dodecaketide by engineered plant polyketide synthase (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Wanibuchi, H. Morita, H. Noguchi, I. Abe
  • 雑誌名: Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters 巻: 21 ページ: 2083-2086
• [雑誌論文] A comprehensive overview on genomically directed assembly of aromatic polyketides and macrolide lactones using fungal megasynthases (2011)
  • 著者名/発表者名: Saruwatari, T., Praseuth, A.P., Sato, M., Torikai, K., Noguchi, H., Watanabe, K.
  • 雑誌名: J.Antibiot. 巻: 64 ページ: 9-17
  • NAID: 10030637198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Practical synthesis of DOPA derivative for biosynthetic production of potent antitumor natural products, saframycins and ecteinascidin 743 (2011)
  • 著者名/発表者名: Torikai, K., Saruwatari, T., Kitano, T., Sano, T., Nakane, A., Noguchi, H., Watanabe, K.
  • 雑誌名: Letters In Organic Chemistry 巻: 8 ページ: 686-689
  • NAID: 120005133055
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive overview on genomically directed assembly of aromatic polyketides and macrolide lactones using fungal megasynthases (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Saruwatari, A.P Praseuth, M.Sato, K.Torikai, H.Noguchi, K.Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Antibiotics 巻: 64 ページ: 9-17
  • NAID: 10030637198
  • 査読あり
• [雑誌論文] A struture-based mechanism fior benzalacetone synthase from Rheum palmatum (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Morita, Y . Shimmokawa, M. Tanio, R.Kato, H. Noguchi, S. Sugio, T. Kohno, I. Abe
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acad. Sci. USA 巻: 107 ページ: 669-673
• [雑誌論文] Reconstitution of a fungal meroterpenoid biosynthesis reveals the involvement of a novel family of terpenecyclases (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Itoh, K. Tokunaga, Y. Matsuda, I. Fujii, I. Abe, Y. Ebizuka, T. Kushiro
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 2 ページ: 858-864
• [雑誌論文] Reconstitution of a fungal meroterpenoid biosynthesis reveals the involvement of a novel family of terpene cyclases. (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Itoh, K.Tokunaga, Y.Matsuda, I.Fujii, I.Abe, Y.Ebizuka, T.Kushiro
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 2 ページ: 858-864
  • 査読あり
• [学会発表] Biosynthesis of natural products through a fungal molecular genetics (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakazawa, T. Ookuma, S. Sugimoto, S. Ichinoseki, Y. Gotanda, N. Ishikawa, Y. Tsunematsu, K. Ishiuchi, H. Noguchi, K. Watanabe
  • 学会等名: Philipps-Universitat Marburg
  • 発表場所: Germany
• [学会発表] Biologically active molecules from fungi (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Watanabe
  • 学会等名: 第8回天然物生合成日米セミナー
  • 発表場所: 淡路
• [学会発表] A novel triterpene synthase gene from a monocot plant, Imperata cylindrical (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kushiro
  • 学会等名: The 8thInternational Conference of Natural Product Biosynthesis
  • 発表場所: Awaji Yumebutai, Hyogo, Japan
• [学会発表] Establishing a new methodology for genome mining and biosynthesis of natural products through fungal molecular genomics (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Noguchi
  • 学会等名: International Congress on Natural Products Research
  • 発表場所: New York, (US)
• [学会発表] Functional reconstitution of the saframycin biosynthetic enzymes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe
  • 学会等名: RCIS International Conference
  • 発表場所: Okayama
• [学会発表] Establishing a new methodology for genome mining and biosynthesis of natural products through fungal molecular genomics. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Noguchi
  • 学会等名: International Congress on Natural Products Research
  • 発表場所: New York, (US)
• [学会発表] Biosynthesis of Natural Products Through a Fungal Molecular Genetics (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakazawa, T. Ookuma, S. Sugimoto, S. Ichinoseki, Y. Gotanda, N. Ishikawa, Y. Tsunematsu, K. Ishiuchi, H. Noguchi, K. Watanabe
  • 学会等名: 11th European Conference on Fungal Genetics.
  • 発表場所: Philipps-Universität Marburg (Germany)
• [学会発表] A novel triterpene synthase gene from a monocot plant, Imperata cylindrica (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kushiro
  • 学会等名: The International Conference of Natural Product Biosynthesis
  • 発表場所: Awaji Yumebutai, Hyogo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] T. Nakazawa, K. Ishiuchi, K. Hotta, H.Noguchi, H. Moriya, K. Watanabe (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakazawa, K. Ishiuchi, K. Hotta, H.Noguchi, H. Moriya, K. Watanabe
  • 学会等名: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium "Frontier of Medicinal Science"
  • 発表場所: KEIO PLAZA HOTEL TOKYO(東京)
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] Yeast, a more manageable non-ribosomal peptide mill for Spirotryprostatin B assembly. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress, Sapporo Convention Center
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Yeast, a more manageable non-ribosomal peptide mill for Spirotryprostatin B assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe
  • 学会等名: 11th European Conference on Fungal Genetics. Society for Industrial Microbiology, Annual meeting and exhibition 2011
  • 発表場所: Sheraton New Orleans, New Orleans (LA)
  • 年月日: 2011-07-24
• [学会発表] Combinatorial biosynthesis of unnatural novel prenylated alkaloids. Abstrac (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Chen, H. Noguchi
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu (HW US)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Combinatorial biosynthesis of unnatural novel prenylated alkaloids. Abstract (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Chen, H.Noguchi
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu (HW US)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] A chemical library by engineered plant polyketide synthase (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Noguchi
  • 学会等名: The 1st Current Drug Development International Conference
  • 発表場所: Phuket (Thailand)
  • 年月日: 2010-05-07