病原性微生物が生産する天然物の化学構造決定および生合成機構の解明に関する研究

• 研究課題/領域番号: 26560450
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 渡辺 賢二 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (50360938)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 大腸がん / 生合成 / 遺伝性毒素 / 大腸菌 / 腸内細菌層 / 診断マーカー / 脂質 / ペプチド / コリバクチン / 天然物 / ケミカルバイオロジー / シンセティックバイオロジー / 腸内細菌 / 天然物化学

研究成果の概要

16種類の大腸菌株を培養し分析を行った。コリバクチンを生産することが確かめられているNissle1917も入手し分析に供した。また、これらすべての菌株に対して全ゲノム解析を行った。解析の結果、Nissleをはじめとし、菌株番号3および4にコリバクチン全生合成遺伝子群がコードされていることを確認した。続いて、コリバクチンの検出方法を確立すべく、培養液をLCHRMSで分析したところペプチダーゼClbPによって加水分解されたプロドラックモチーフの質量を菌株番号3, 4およびNissleのみから観測することに成功した。これによってコリバクチンの間接的観測方法を確立することに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)
• [雑誌論文] Biochemical and structural basis for controlling chemical modularity in fungal polyketide biosynthesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Winter, J. M., Cascio, D., Dietrich, D., Sato, M., Watanabe, K., Sawaya, M., Vederas, J. C., Tang, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 31 ページ: 9885-9893
  • DOI: 10.1021/jacs.5b04520
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tandem prenyltransferases catalyze isoprenoid elongation and complexity generation in biosynthesis of quinolone alkaloids. (2015)
  • 著者名/発表者名: Zou, Y., Zhan, Z., Li, D., Tang, M., Watanabe, K., Tang, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 15 ページ: 4980-4983
  • DOI: 10.1021/jacs.5b03022
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Genetic indoctrination of Escherichia coli for finding genotoxins “colibactin” facilitating inflammation-induced colorectal cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenji Watanabe
  • 学会等名: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP) Cancer Panel Meeting
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2017-02-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biosynthesis of a Cancer–Inducing Compound in Escherichia coli (2015)
  • 著者名/発表者名: Masao Oohashi, Yuzuka Sasa, Noriyasu Ishikawa, Hiroshi Noguchi and Kenji Watanabe
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA.
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 大腸がん原因物質colibactinの化学構造解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋雅生、渡辺賢二
  • 学会等名: 天然物談話会
  • 発表場所: 宮城県岩沼市
  • 年月日: 2015-07-01
• [学会発表] 大腸がん原因物質コリバクチンの生合成機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々侑寿香、石川格靖、小山ふみ、福冨愛実、野口博司、渡辺賢二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会（岡山）
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 大腸がん原因物質コリバクチンの生合成機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々侑寿香、石川格靖、小山ふみ、福冨愛実、野口博司、渡辺賢二
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会（神戸）
  • 発表場所: 兵庫医療大学
  • 年月日: 2015-03-26
• [備考] WATANABE RESEARCH GROUP
  • URL: http://sweb.u-shizuoka-ken.ac.jp/~kenji55-lab/
• [備考] 発表予定
  • URL: http://www015.upp.so-net.ne.jp/kenji55-lab/index.html
• [備考] 大腸がんの原因物質の解明に大きく前進!
  • URL: http://www.pharm.or.jp/nenkai/135highlight4_abstract.pdf