ペプチド化合物のリボソームとNRPSによる協同的新規生成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25560397
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大利 徹 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264679)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: フェガノマイシン / ペプチド抗生物質 / 放線菌 / ペプチドライゲース / ぺプチド抗生物質 / リボソーマルペプチド

研究成果の概要

放線菌が生産するペプチド系抗生物質、フェガノマイシン（PM）は、N-末のフェニルグリシン誘導体（PheGly）に長さと配列の異なるペプチド（NVKDRとNVKDGPT）が結合している2種類が知られている。その生合成研究を行った結果、2つのペプチド部分がリボソームにより、38アミノ酸からなるプレカーサーペプチドとして供給されること、さらにATP-graspモチーフを持つPGM1がPheGlyをATP依存的にリン酸化し、次いで、2つのペプチドが求核剤として働くことを明らかにした。本酵素は幅広い基質特異性を有したことから結晶構造解析も行った。

研究成果

• [雑誌論文] A peptide ligase and the ribosome cooperate to synthesize the peptide pheganomycin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noike, M., Matsui, T., Ooya, K., Sasaki, I., Ohtaki, S., Hamano, Y., Maruyama, C., Ishikawa, J., Satoh, Y., Ito, H., Morita, H. and Dairi T.
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 11 号: 1 ページ: 71-76
  • DOI: 10.1038/nchembio.1697
  • NAID: 120005619608
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ペプチド末端を保護する新たな酵素 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大利 徹
  • 雑誌名: 化学 巻: 70 ページ: 40-44
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New gene responsible for para-aminobenzoate biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoh, Y., Kuratsu, M., Kobayashi, D., Dairi, T.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: 117(2) 号: 2 ページ: 178-183
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.07.013
  • NAID: 110010039563
  • 査読あり
• [雑誌論文] CcpAx is a new member of the cellulose synthase complex (terminal complex) in Acetobacter xylinum (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sunagawa, T. Fujiwara, T. Yoda, D. Shimura, M. Sakai, S. Kawano, Y. Satoh, M. Yao, K. Tajima, and T. Dairi
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng 巻: in press 号: 6 ページ: 607-612
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.12.021
  • 査読あり
• [学会発表] リボソームと新規ペプチドリガーゼによる協調的ペプチド生成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大利 徹
  • 学会等名: 2014年度 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 放線菌が持つペプチドリガーゼオーソログの機能解析-1- (2015)
  • 著者名/発表者名: 川田純平、小笠原泰志、野池基義、大利 徹
  • 学会等名: 2014年度 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-29
• [学会発表] 放線菌が持つペプチドリガーゼオーソログの機能解析-2- (2015)
  • 著者名/発表者名: 小笠原泰志、川田純平、野池基義、降旗一夫、大利 徹
  • 学会等名: 2014年度 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-29
• [学会発表] 緩い基質特異性を示すペプチドリガーゼの結晶構造からの考察と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野池基義、松井 崇、小笠原泰志、森田洋行、大利 徹
  • 学会等名: 2014年度 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-29
• [学会発表] ペプチド系抗生物質フェガノマイシンの生合成に見いだされた新規ペプチドライゲースPGM1の結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井崇、大瀧翔太、野池基義、大利 徹、森田洋行
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] リボソームと新規ペプチドライゲースによる協同的ペプチド生成機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義, 松井 崇, 雄谷洸一, 佐々木郁雄, 丸山千登勢, 濱野吉十, 石川 淳, 佐藤康治, 伊藤 肇, 森田洋行, 大利 徹
  • 学会等名: 第56回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知県立県民文化ホール（高知県高知市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-27
• [学会発表] 放線菌に見いだされた新規ペプチドライゲースオーソログの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川田純平, 小笠原泰志, 野池基義, 大利 徹
  • 学会等名: 2014年度（第29回）日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくばカピオ（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 放線菌に見いだされた新規ペプチドライゲースは幅広い基質特異性を持つ (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義, 松井 崇, 佐藤康治, 森田洋行, 大利 徹
  • 学会等名: 2014年度（第29回）日本放線菌学会大会
  • 発表場所: つくばカピオ（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] ペプチドライゲースとリボソームとの協同によるペプチド新奇生合成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池 基義、雄谷 洸一、佐々木 郁雄、丸山 千登勢、石川 淳、佐藤 康治、濱野 吉十、伊藤 肇、大利 徹
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
• [学会発表] 放線菌に見出した新規ペプチドライゲース (2013)
  • 著者名/発表者名: 野池基義、雄谷洸一、佐々木郁雄、丸山千登勢、石川 淳、佐藤康治、濱野吉十、伊藤 肇、大利 徹
  • 学会等名: 2013年度（第28回）日本放線菌学会大会
  • 発表場所: メルパルク広島（広島市）
• [学会発表] ペプチドライゲースとリボソームによる協同的なペプチド新奇生合成機構の解明
  • 著者名/発表者名: 大利 徹
  • 学会等名: 公益社団法人 日本農芸化学会 中部支部第168回 例会
  • 発表場所: 名古屋大学シンポジオン（名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] ペプチドライゲースとリボソームによる協同的なペプチド新奇生合成機構の解明
  • 著者名/発表者名: 大利 徹
  • 学会等名: 第34回 富山大学和漢医薬学総合研究所特別セミナー
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 招待講演
• [学会発表] ペプチドライゲースとリボソームによる協同的なペプチド新奇生合成機構の解明
  • 著者名/発表者名: 大利 徹
  • 学会等名: 生合成マシナリー：第６回公開シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学、薬学部120周年記念講堂（千葉市）
• [備考] 多様なペプチドのアミノ末端をキャッピングする酵素を発見
  • URL: http://www.hokudai.ac.jp/news/141125_pr_eng.pdf