次世代天然化合物導出を指向した新規生合成ロジックの構築

• 研究課題/領域番号: 24380052
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 高橋 俊二 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (30311608)
• 研究分担者: 奥村 英夫 公益財団法人 高輝度光科学研究センター, タンパク質結晶解析推進室, 研究員 (90377903)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2012年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 生合成 / スピロアセタール / アルキルマロニルCoA / リベロマイシン / 放線菌 / ポリケチド / CoAリガーゼ / CoA リガーゼ / 3級水酸基エステル化 / 結晶化

研究成果の概要

微生物が有する未知の二次代謝生合成遺伝子の機能を解明し、新規化合物生産に活用することはポストゲノム時代の重要課題である。本研究では、放線菌(Streptomyces reveromyceticus)が有するリベロマイシンA生合成遺伝子クラスターにコードされている新規の酵素群に着目し、その生化学的性質を詳細に解析することによって、ポリケチド多様化に関わる生合成機構を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of middle chain fatty acyl-CoA ligase responsible for the biosynthesis of 2-alkylmalonyl-CoA for polyketide extender unit (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa T., Takahashi S., Kawata A., Panthee S., Hayashi T., Shimizu T., Nogawa T., Osada H.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 290 号: 45 ページ: 26994-27011
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.677195
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] RK-270A-C, new oxindole derivatives isolated from a microbial metabolites fraction library of Streptomyces sp. RK85-270. (2015)
  • 著者名/発表者名: Jang JP, Nogawa T, Uramoto M, Okano A, Futamura Y, Shimizu T, Takahashi S, Jang JH, Ahn JS, Osada H.
  • 雑誌名: J Antibiot (Tokyo) 巻: 68 号: 4 ページ: 293-295
  • DOI: 10.1038/ja.2014.141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A new enzyme involved in the control of the stereochemistry in the decalin formation during equisetin biosynthesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato N, Nogawa T, Hirota H, Jang JH, Takahashi S, Ahn JS, Osada H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 460 号: 2 ページ: 210-215
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.011
  • NAID: 130007491120
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure-function analyses of cytochrome P450revI involved in reveromycin A biosynthesis and evaluation of the biological activity of its substrate, reveromycin T (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Takahashi, Shingo Nagano, Toshihiko Nogawa, Naoki Kanoh, Masakazu Uramoto, Makoto Kawatani, Yoshitsugu Shiro, Hiroyuki Osada
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 47 ページ: 32446-32458
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.598391
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RK-1355A and B, novel quinomycin derivatives isolated from a microbial metabolites fraction library based on NPPlot screening. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lim CL, Nogawa T, Uramoto M, Okano A, Hongo Y, Nakamura T, Koshino H, Takahashi S, Ibrahim D, Osada H.
  • 雑誌名: J Antibiot (Tokyo) 巻: 67 号: 4 ページ: 323-329
  • DOI: 10.1038/ja.2013.144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of oxygen addition peaks for terpendole E and related indole-diterpene alkaloids in a positive-mode ESI-MS (2014)
  • 著者名/発表者名: Hongo, Y., Nakamura, T., Takahashi, S., Motoyama, T., Hayashi, T., Hirota, H., Osada, H., and Koshino, H.
  • 雑誌名: Journal of Mass Spectrometry 巻: 49 号: 12 ページ: 537-542
  • DOI: 10.1038/ja.2014.80
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Point Mutation in <i>ftmD</i> Blocks the Fumitremorgin Biosynthetic Pathway in <i>Aspergillus fumigatus</i> Strain Af293 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato N, Suzuki H, Okumura H, Takahashi S, Osada H
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 77 号: 5 ページ: 1061-1067
  • DOI: 10.1271/bbb.130026
  • NAID: 10031177597
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of novel reveromycin derivatives by alcohol added fermentation (2013)
  • 著者名/発表者名: Nogawa T. et al.
  • 雑誌名: J. Antibiot. 巻: 66 号: 4 ページ: 247-250
  • DOI: 10.1038/ja.2012.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyrrolizilactone, a new pyrrolizidinone metabolite produced by a fungus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nogawa T, Kawatani M, Uramoto M, Okano A, Aono H, Futamura Y, Koshino H, Takahashi S, Osada H.
  • 雑誌名: J Antibiot (Tokyo) 巻: 66 号: 10 ページ: 621-623
  • DOI: 10.1038/ja.2013.55
  • 査読あり
• [雑誌論文] リベロマイシンA生合成に関わる未知酵素の解明－スピロアセタール環化酵素の発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二、長田裕之
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51 ページ: 138-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spirotoamides A and B, novel 6,6-spiroacetal polyketides isolated from a microbial metabolite fraction library (2012)
  • 著者名/発表者名: Nogawa T
  • 雑誌名: J.Antibiot. 巻: (In press) 号: 3 ページ: 123-128
  • DOI: 10.1038/ja.2011.121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a microbial natural product library for chemical biology studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato N.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Chem. Biol. 巻: 16 号: 1-2 ページ: 101-108
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2012.02.016
  • 査読あり
• [学会発表] Verticilactam生合成遺伝子クラスター異種発現による新規類縁体の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: ○高橋 俊二 , 寺井 淳高, 野川 俊彦, 天貝 啓太, 二村 友史、橋本 絢子, 新家 一男, 池田 治生, 川崎 寿, 長田 裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター （札幌）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Characterization of middle chain fatty acyl-CoA ligase responsible for the biosynthesis of 2-alkylmalonyl-CoAs for polyketide extender unit (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa H, Takahashi S, Shimizu T, Nogawa T, Osada H
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Chemical Biology symposium
  • 発表場所: Pacific Hotel Okinawa （Naha, Okinawa）
  • 年月日: 2016-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] Discovery of a new enzyme involved in the stereoselective decalin formation during equisetin biosynthesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato N, Nogawa T, Hirota H, Takahashi S, Jang JH, Ahn JS, Osada H
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Chemical Biology symposium
  • 発表場所: Pacific Hotel Okinawa（Naha, Okinawa）
  • 年月日: 2016-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] Terpenoid biosynthetic platform in Streptomyces reveromyceticus (2015)
  • 著者名/発表者名: Panthee S, Khalid A, Takagi H, Shirai T, Kondo A, Osada H and Takahashi S
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 富山国際会議場 （富山）
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] ポリケチド伸長単位生合成に関与する脂肪酸活性化酵素の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮澤 岳、高橋 俊二、長田 裕之
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 富山国際会議場 （富山）
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] Engineering of primary metabolism in Streptomyces reveromyceticus (2015)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee, Shunji Takahashi, Tomokazu Shirai, Akihiko Kondo, Hiroyuki Osada
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] テロメスタチン生合成遺伝子クラスターの異種発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天貝 啓太, 柴崎 典子, 高木 海, 工藤 史貴, 江口 正, 長田 裕之, 池田 治生, 新家 一男, 高橋 俊二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 奥村 英夫、前島 希、高橋 俊二、熊坂 崇、長田 裕之 (2015)
  • 著者名/発表者名: リベロマイシン生合成に関わるRevLの結晶構造解析
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] マメ科植物クララSophora flavescensのLC/MSを用いたメタボロミクスによる産地比較 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長田 麻由佳、野川 俊彦、鈴木 龍一郎、高橋 俊二、白瀧 義明、長田 裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 遺伝子ターゲティングによる糸状菌二次代謝産物生合成経路の全容解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤 直樹，高橋 俊二，長田 裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Isolation of new cyclic depsipeptides from a microbial metabolites fraction library by NPPlot screening (2015)
  • 著者名/発表者名: Jang Jun-Pil, Toshihiko Nogawa, Yayoi Hongo, Takeshi Shimizu, Akiko Okano, Yushi Futamura, Shunji Takahashi, Jong Seong Ahn, Hiroyuki Osada
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 3級水酸基のサクシニル化反応に見出されるRevLのフマル化修飾 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前島 希、高橋 俊二、宮澤 岳、鈴木 健裕、堂前 直、円谷 陽一、長田 裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] アルコール添加による新規リベロマイシン誘導体の創製と生合成機構の考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野川 俊彦、高橋 俊二、高木 海、関山 恭代、岡野 亜紀子、川谷 誠、清水 猛、長田 裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Shunji Takahashi, Makoto Kawatani & Hiroyuki Osada (2015)
  • 著者名/発表者名: Structure-function analyses of cytochrome P450revI involved in reveromycin A biosynthesis
  • 学会等名: Society for Industrial Microbiology and Biochemistry
  • 発表場所: The Westin San Diego Gaslamp Quarter, San Diego
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-14
• [学会発表] In vitro reconstitution of biosynthetic machinery for reveromycin (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Osada and Shunji Takahashi
  • 学会等名: XVII. International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • 発表場所: Pine Bay Holiday Resort Hotel, Turkey
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-12
• [学会発表] Upregulation of secondary metabolite gene cluster by exogenous small molecule (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Takahashi, Suresh Panthee, and Hiroyuki Osada
  • 学会等名: XVII. International Symposium on the Biology of Actinomycetes
  • 発表場所: Pine Bay Holiday Resort Hotel, Turkey
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-12
• [学会発表] Butylmalonyl-CoAの選択的生産に関与するRevRの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮澤岳、高橋俊二、鈴木健裕、堂前直、長田裕之
  • 学会等名: 第29回 放線菌学会
  • 発表場所: つくばカピオ
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 異種発現によるtautomycin生合成遺伝子クラスターの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺井淳高, 高橋俊二, 橋本絢子, 新家一男, 池田治生, 川崎寿, 長田裕之
  • 学会等名: 第29回 放線菌学会
  • 発表場所: つくばカピオ
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] Characterization of BR-1 activity on LAL family regulator in reveromycin biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee, Shunji Takahashi, Seiji Matsuoka, Tetsuo Onuki, Minoru Yoshida, Hiroyuki Osada
  • 学会等名: 第29回 放線菌学会
  • 発表場所: つくばカピオ
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 微生物の多様な代謝メカニズムと精巧な生合成マシーナリー (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二、長田裕之
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2014年度第一回例会シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂一条ホール
  • 年月日: 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of reveromycin A biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Takahashi et al.
  • 学会等名: 1st US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products For Young Researcher
  • 発表場所: 大岡山 東京
• [学会発表] everomycin A生合成におけるサクシニル化酵素の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前島 希 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学、神奈川
• [学会発表] Butylmalonyl-CoA生合成に関与するRevRの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮澤岳 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学、神奈川
• [学会発表] Verticilactam遺伝子クラスターに存在する生合成遺伝子群の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺井淳高 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学、神奈川
• [学会発表] Analysis of RevU interaction to carboline compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee et al.
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学、神奈川
• [学会発表] 糸状菌Fusarium sp. FN080326株由来フサリセチンA生合成遺伝子クラスターの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤直樹 他
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 明治大学、神奈川
• [学会発表] In vitro reconstruction of reveromycin A biosythesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Takahashi
  • 学会等名: The 7thJapan-Korea Chemical Biology Symposium
  • 発表場所: Jeju Island, Koera.
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of 2-alkylmalonyl-CoA biosynthesis in Reveromycin production (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Miyazawa et al.
  • 学会等名: KRIBB-RIKEN Chemical Biology Joint Symposium
  • 発表場所: Ochang, Korea
• [学会発表] S. reveromyceticusを活用したsamR0483遺伝子の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮澤 岳 他
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 異種発現によるVerticilactam生合成遺伝子の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺井淳高 他
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Transcriptomic analysis of biomediator treated Streptomyces reveromyceticus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee et al.
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Streptomyces属由来の新規III型ポリケタイド合成酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相澤 光輝 他
  • 学会等名: 放線菌学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Isolation of Novel Bioactive Compounds from Fraction Library of Microorganisms Based On NPPlot Screening (2013)
  • 著者名/発表者名: Lim Chung Liang et al.
  • 学会等名: 天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Fusarium sp. FN080326株由来フサリセチンA生合成遺伝子クラスターの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤直樹 他
  • 学会等名: 糸状菌分子生物学研究会
  • 発表場所: 筑波国際会議場、茨木
• [学会発表] Analysis of Reveromycin A biosynthetic machinery (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunji Takahashi,
  • 学会等名: RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology The 2nd Symposium
  • 発表場所: 和光、埼玉
• [学会発表] リベロマイシン生合成研究から遺伝子クラスター覚醒小分子探索まで (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 俊二
  • 学会等名: JBA発酵と代謝研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 招待講演
• [学会発表] リベロマイシン生合成におけるサクシニル化機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
• [学会発表] Secondary metabolite production in Streptomyces can be induced by β-carboline compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
• [学会発表] 病原性糸状菌Aspergillus fumigatusの第8染色体上の二次代謝遺伝子クラスターに含まれる転写活性化因子の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤 直樹
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
• [学会発表] [3,3-D2]heptanoic acid を用いたリベロマイシンD生合成経路の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮澤 岳
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
• [学会発表] 放線菌二次代謝産物の生合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋 俊二
  • 学会等名: 第3回生合成マシナリー札幌セミナー
  • 発表場所: 札幌・北海道大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-07-23
• [学会発表] 化合物アレイ型プラットフォームを用いたcytochrome P450の基質スクリーニング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高山 浩
  • 学会等名: ケミカルバイオロジー学会
  • 発表場所: 京都・京都大学
• [学会発表] Novel compound which up-regulates secondary metabolite gene cluster (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二
  • 学会等名: The International Conference of Natural Product Biosynthesis
  • 発表場所: Awaji Yumebutai, Hyogo
• [学会発表] A point mutation in ftmD inactivates the fumitremorgin biosynthetic pathway in Aspergillus fumigates Af293 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤 直樹
  • 学会等名: The International Conference of Natural Product Biosynthesis
  • 発表場所: Awaji Yumebutai, Hyogo
• [学会発表] リベロマイシン生合成における3級水酸基のサクシニル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋 俊二
  • 学会等名: 第27回 放線菌学会
  • 発表場所: 東京・府中の森芸術劇場
• [学会発表] 2-アルキルマロニル-CoA生合成経路の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮澤 岳
  • 学会等名: 第27回 放線菌学会
  • 発表場所: 東京・府中の森芸術劇場
• [学会発表] Identification of small molecules inducing reveromyciji production (2012)
  • 著者名/発表者名: Suresh Panthee
  • 学会等名: 第27回 放線菌学会
  • 発表場所: 東京・府中の森芸術劇場
• [学会発表] 新規リベロマイシン誘導体の創製と活性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野川 俊彦
  • 学会等名: 第54回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 東京・東京農業大学
• [学会発表] Structure and Function of P450revI in Reveromycin A Biosynthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二
  • 学会等名: チトクロムP450発見50周年記念シンポジウム
  • 発表場所: 福岡・九州大学医学部
• [図書] 微生物の英知を生かす (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊二
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 生物工学会誌
• [備考] 天然物生合成研究ユニット
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/npbu/index.html
• [備考] 天然物生合成研究ユニット
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/npbu/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.asi.riken.jp/jp/laboratories/departments/cbd/cl-bio/cl-deve/index.html