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特異な化学構造をもつ海洋産リポペプチドの生合成機構解明に基づく人工誘導体生産

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 19H04662
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

末永 聖武  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60273215)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードミンナミドA / リポペプチド / 繰り返し構造 / 生合成遺伝子 / 化学合成 / Okeania hirsuta / ゲノムDNA / 生合成機構 / 熱帯病原虫
研究開始時の研究の概要

ユニークな繰り返し構造の脂肪鎖をもつリポペプチド、ミンナミド類を産生する海洋シアノバクテリア から生合成遺伝子クラスターを探索し、ミンナミド類の生合成機構を明らかにする。ミンナミド類の脂肪鎖は、 特有の繰り返し構造をもつことから反復型のポリケチド合成酵素(PKS)が関与していると考えられる。またミンナミド類の化学合成法も確立し、様々な誘導体を得る方法を確立する。

研究実績の概要

ミンナミドAを産生する海洋シアノバクテリアOkeania hirsutaの実験室における培養やゲノム抽出を検討するために必要なシアノバクテリアを採集するべく、過去に何度も沖縄県水納島へ出かけ採集を試みたが、目的のシアノバクテリアを見つけることができなかった。さらに範囲を広げて各所で海洋シアのバクテリア試料を採集した結果、目的のOkeania hirsutaのサンプルを入手することができた。ミンナミドAを産生していることも確認できたため、そのゲノムDNAを抽出した。このシアノバクテリアOkeania hirsutaの抽出液は非常に粘性が高く、通常の方法では鞘の除去や大量に含まれる多糖類の除去が困難であった。検討の結果、遠心分離操作や界面活性剤による処理を複数回行うことで、ゲノムDNAの純度を上げることができた。しかし、まだ純度が十分でないため、さらに精製条件を検討し、純度の良いゲノムDNAが得られ次第、次世代シークエンサーによる配列解析を実施する。また、上記の新たに採集できたOkeania hirsutaの抽出物を分離・精製したところ、ミンナミドAの新たな類縁物質を複数単離することができた。現在、立体化学の決定を行なっている。さらに、ミンナミドAの化学合成研究を進めている。共役ケトンの立体選択的1,2還元により生成するアリル位水酸基を利用して、3置換オレフィンのカチオン性錯体触媒を用いる立体選択的水素化により、ミンナミドAの脂肪酸部に含まれる特徴的な繰り返しを構築する手法を確立した。現在、この手法により脂肪酸部の合成を進めている。ペプチド部の異常アミノ酸の合成法を確立し、それぞれ縮合した2種のペプチドのフラグメントカップリングを行ったところ、縮合時にかなりの割合でエピ化することが分かった。

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。

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。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Hainan Vocational Univ of Sci and Tech/Ningbo University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Ikoamide, an Antimalarial Lipopeptide from an Okeania sp. Marine Cyanobacterium2020

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Keitaro、Iwasaki Arihiro、Sumimoto Shimpei、Matsubara Teruhiko、Sato Toshinori、Nozaki Tomoyoshi、Saito-Nakano Yumiko、Suenaga Kiyotake
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 83 号: 2 ページ: 481-488

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.9b01147

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋産リポペプチド Minnamide A 脂肪酸部分の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      岸本 勇志、佐藤 理央、岩崎 有紘、末永 聖武
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海洋産リポペプチドMinnamide Aペプチド部の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 理央、岸本 勇志、岩﨑 有紘、末永 聖武
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 特異な化学構造をもつ海洋産リポペプチドの生合成機構解明に基づく人工誘導体生産2020

    • 著者名/発表者名
      末永聖武
    • 学会等名
      新学術領域研究「生合成リデザイン」第9回公開シンポジウム(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋シアノバクテリア由来の生物活性物質2020

    • 著者名/発表者名
      末永聖武、岩﨑有紘、森田真布、佐藤英祐、照屋俊明、大野修
    • 学会等名
      農芸化学会2020年度大会、九州大学伊都キャンパス、シンポジウム「農芸化学会シアノバクテリアと未来を描く」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋産リポペプチドMinnamide A脂肪酸部分の合成研究12020

    • 著者名/発表者名
      岸本勇志・小林正幸・佐藤理央・岩﨑有紘・末永聖武
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋産リポペプチドMinnamide A脂肪酸部分の合成研究22020

    • 著者名/発表者名
      小林正幸・佐藤理央・岸本勇志・岩﨑有紘・末永聖武
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋産リポペプチドMinnamide Aペプチド部分の合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤理央・小林正幸・岸本勇志・岩﨑有紘・末永聖武
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(東京理科大学野田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋シアノバクテリア由来鎖状リポペプチドMinnamide Aの単離、構造決定および生物活性2019

    • 著者名/発表者名
      澄本慎平、小林正幸、佐藤理央、四宮誠一、岩﨑有紘、須田彰一郎、照屋俊明、犬塚俊康、大野修、末永聖武
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第14回年会(ウインクあいち)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室web

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~suenaga/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-07-04   更新日: 2021-12-27  

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