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芳香族ポリケタイド生合成の理解・分解・再構築

公募研究

研究領域生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学
研究課題/領域番号 17H05447
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関静岡県立大学

研究代表者

鮒 信学  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (70361574)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードポリケタイド / 微生物 / メラニン
研究実績の概要

III型ポリケタイド合成酵素は、単独でポリケタイドの伸長と環化反応を触媒すると考えられていた。我々は、III型ポリケタイド合成酵素の反応に関与する新奇環化酵素を微生物および植物から探索した。Streptomyces sp. NRRL S-340のゲノムに存在する機能未知遺伝子、III型PKS様遺伝子、脱水酵素様遺伝子[IG64_RS22470(70)、IG64_RS22475(75)]で構成されるオペロンに着目し、このオペロンの機能解析を行った。
当該オペロンが生産する化合物を明らかにするために、S. coelicolor M1146を宿主として、70および75を共発現しところ、6,8-dihydroxy-3-methylisocoumarin(isocoumarin)が蓄積されることを明らかにした。70および75の機能を明らかにするために、組換え70 および75を調製し、そのin vitro 反応液のHPLC分析を行った。結果、70 と75が共存する時のみisocoumarinが生産された。70のみを用いたin vitro反応液のLC/HRMS分析から、蓄積した中間体と考えられるpentaketide-CoAに相当するイオンピークを検出した。さらに、70、75のin vitro 反応液のLC/HRMS分析ではpentaketide-CoAが脱水環化され、芳香環化したaro-pentaketide-CoAに相当するイオンピークが検出された。そのイオンピークを粗精製し75と反応させた結果、isocoumarinの生成が確認された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of bacterial enzymes catalyzing the synthesis of 1,8-dihydroxynaphthalene, a key precursor of dihydroxynaphthalene melanin, from Sorangium cellulosum2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sone, Shuto Nakamura, Makoto Sasaki, Fumihito Hasebe, Seung-Young Kim, and Nobutaka Funa
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 84 号: 9

    • DOI

      10.1128/aem.00258-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放線菌由来新規III型ポリケタイド合成酵素の発見と閉環機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木允人、曽根祐輔、中村修人、安間満彦、長谷部文人、鮒信学
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘液細菌Sorangium cellulosum由来1,8-DHN合成酵素群の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      曽根 祐輔、中村 修人、長谷部 文人、金 承榮、鮒 信学
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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