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未利用遺伝子資源の発掘研究と合成生物学的手法による次世代微生物触媒の開発

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 23108521
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) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード放線菌 / ポリケタイド / ポリケタイド合成酵素 / ピロン / III型ポリケタイド合成酵素 / 生合成
研究実績の概要

放線菌Streptomyces reveromyceticusのゲノム情報から、相同性検索により、機能未知III型ポリケタイド合成酵素(III型PKS)、9488を見出した。9488遺伝子を放線菌用の高コピープラスミドベクターpIJ6021にクローニングし、pIJ6021-9488を作製した。S. lividans TK21/pIJ6021-9488を培養したところ、その上清から未知化合物が4種見出された。これら未知化合物をMS、NMR解析により構造決定したところ、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneおよびその類縁体3種であることが分かった。
常法により組換え9488を調製した。上記の化合物の構造から、9488は放線菌生体内においてβケト酸のアシルキャリアプロテイン(ACP)エステルをスターター基質に用いると考えられた。そこでACPのアナログであるN-acetylcysteamine (NAC)を用いβケト酸とのエステル(3-oxo-C9-NAC)を有機合成により調製した。スターター基質3-oxo-C9-NACを伸長鎖基質methylmalonyl-CoA、組換え9488と共に振とうしたところ、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneが得られた。9488のmethylmalonyl-CoAに対するミカエリス定数(Km値)は3.70 ± 0.47 μM、回転数kcat は26.6 ± 1.1 min-1 (n = 3, mean ± S.E.)であった。9488は、4-hydroxy-3-methyl-6-(4’-isopentyl)-2-pyroneを主生成物にする。そのため、9488を”methyl pentyl pyrone synthase(MPPS)”と命名した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] The omethyltransferase SrsB catalyzes the decarboxylative methylation of alkylresorcylic acid during phenolic lipid biosynthesis by Streptomyces griseus2012

    • 著者名/発表者名
      Nakano, C., Funa, N., Ohnishi, Y., and Horinouchi, S
    • 雑誌名

      J. Bacteriol

      巻: 194 号: 6 ページ: 1544-1551

    • DOI

      10.1128/jb.06406-11

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatty acyl-AMP ligase involvement in the production of alkylresorcylic acid by a Myxococcus xanthus type III polyketide synthase2011

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, T., Kitamura, Y., Funa, N., Ohnishi, Y. and Horinouchi, S
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 12 号: 14 ページ: 2166-2176

    • DOI

      10.1002/cbic.201100344

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Streptomyces reveromyceticus由来の新規III型ポリケタイド合成酵素の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺渓斗
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 脂肪酸合成酵素の阻害によるポリケタイドの増産2013

    • 著者名/発表者名
      山梨智也
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 脂肪酸合成酵素遺伝子の破壊によるポリケタイドの増産2013

    • 著者名/発表者名
      大石奈穂美
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus jostii RHA1株におけるβ-ケトアジピン酸経路の新規バイパス経路の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山梨智也
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会2012
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Rhodococcus jostii RHA1株におけるβケトアジピン酸経路の新規バイパス経路の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山梨智也
    • 学会等名
      日本放線菌学会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthesis of Aromatic Polyketide by Type III Polyketide Synthases2012

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Funa
    • 学会等名
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis 2012
    • 発表場所
      Hyogo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 未利用遺伝子資源の発掘と合成生物学的手法による微生物触媒の開発2012

    • 著者名/発表者名
      鮒 信学
    • 学会等名
      生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御、第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Microbial production of plant polyketides by utilizing diverse reactions of type III polyketide synthases2011

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Funa
    • 学会等名
      International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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