| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04660
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
一瀬 博文 九州大学, 農学研究院, 准教授 (00432948)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 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)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | シトクロムP450 / ジテルペノイド / 糸状菌 / ジテルペン / P450 / ハイブリッドマシナリー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
担子菌および麹菌に由来するシトクロムP450モノオキシゲナーゼ（P450）の潜在機能を活用し、植物型ジテルペノイドを例とするモノ創り新戦略を創発する。植物のジテルペン合成酵素と糸状菌のP450を組合わせた「不自然なハイブリッドマシナリー」を構築して「新奇多彩なジテルペノイド」の合成を達成し、多様な疑似天然物を獲得して生物活性を探る。さらに、糸状菌P450の機能強化・改変を達成してマシナリー性能の強化を図ることで、有用天然物の高効率生産を加速する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、植物ジテルペン合成酵素 (DTS) と糸状菌シトクロムP450モノオキシゲナーゼ（P450）を酵母Saccharomyces cerevisiaeに発現させて人為的なハイブリッドマシナリーを構築し、植物型ジテルペン骨格分子が多彩に修飾を受けた化合物の創出を目指す。前年度までに、酵母のゲラニルゲラニルピロリン酸(GGPP)供給代謝経路を増強した宿主株を作成した。本年度は、アビエタジエン・ミルチラジエン・エントカウレン合成酵素と各種P450を当該酵母に共発現させ、ジテルペン誘導体の生物合成に挑戦した。一連の検討においては、DTSと425種類の糸状菌P450 (褐色腐朽担子菌Postia placenta由来184種、白色腐朽担子菌Phanerochaete chrysosporium由来120種、麹菌Aspergillus oryzae由来121種)を共発現する形質転換酵母を作出し、GC-MSにより網羅的に代謝物の生成を追跡した。スクリーニングの結果、アビエタジエン合成酵素およびP. placenta由来のP450を共発現する株においてアビエタジエン水酸化体が生じることを明らかにした。当該化合物を精製してNMRによる解析を加えることで、生成物の化学構造を決定することにも成功している。生じたアビエタジエン水酸化体は天然において希少な化合物であるが、植物DTSと糸状菌P450の人為的な組み合わせによって効率的に産生することを可能にした。また、アビエタジエン水酸化体が各種生物活性を示すことも期待され、当該化合物の高度利用にも期待が持たれる。一方、ミルチラジエン・エントカウレンを用いたスクリーニングにおいては生成物の蓄積を確認することが出来なかった。酵母におけるミルチラジエン・エントカウレンの蓄積量を向上させるなどの検討を加え、更なる研究を進めている。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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