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メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチドの創出

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 23108530
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
研究機関新潟大学

研究代表者

佐藤 努  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)

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
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード生合成 / 非天然型天然物 / 非リボソーム型ペプチド合成酵素 / メタゲノム / ペプチド / NRPS
研究実績の概要

チコリンの生合成に寄与する22個のモジュールからなる非リボソーム型ペプチド合成酵素の全塩基配列(約73 kb)を決定できた。ゲノム内に非常に類似した配列が多数存在することから、紆余曲折があったが、次世代シーケンサー解析、BACクローニング、PCR等によって達成することができた。チコリンの構成アミノ酸のDLは一部決定できていなかったが、Cドメインの配列情報から、立体化学を予想することができた。現在、チコリン生合成遺伝子の大腸菌への導入を試みている。
チコリン生合成遺伝子の全長配列決定に手間取っていたため、枯草菌由来のサーファクチン生合成も新たにターゲットに加えた。枯草菌でモジュール置換NRPSライブラリーを作るため、サーファクチンの2番目のモジュール遺伝子を破壊した枯草菌の作製や、導入するプラスミドの構築を達成した。したがって、枯草菌由来サーファクチン生合成遺伝子発現系を構築できた。
汚泥、温泉、水田、堆肥などの土壌から抽出したメタゲノムを鋳型として、数種の組み合わせの保存アミノ酸配列の縮重プライマーを用いてPCRした。ある組み合わせにおいてNRPSと推定されるサイズのバンドが確認できた。プラスミドに導入後、数個のクローンのDNA配列を確認したところ、ほとんどがNRPS遺伝子であり、かつ配列には多様性があることを確認できた。現在、メタゲノムからモジュールライブラリーを作製し、枯草菌由来サーファクチン生合成遺伝子発現系に導入し、非天然型ペプチドの創出を行っている。

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

    (24件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of Novel Sesterterpene/Triterpene Synthase from Bacillus clausii2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, H. Yamaga, S. Kashima, Y. Murata, T. Shinada, C. Nakano, T. Hoshino
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 14 号: 7 ページ: 822-825

    • DOI

      10.1002/cbic.201300035

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Biosynthesis of Sesquarterpenes (C35 Terpenes)2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: in press

    • NAID

      130003361120

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ユニークなセスクアテルペン(C35テルペン)生合成経路:今までに類のない新型と二機能性テルペン環化酵素の同定2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 50 ページ: 622-623

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insight into the pathway for biosynthesis of sesquarterpenes in nonpathogenic Mycobacterium species : Identification of heptaprenylcycli-14E,18E-diene2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett

      巻: (印刷中) 号: 20 ページ: 2522-2524

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2012.03.019

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sesquarterpenes (C_<35> terpenes) biosynthesized via the cylization of a linear C_<35> is oprenoid by a tetraprenyl-β-curcumene synthase and a tetraprenyl-β-curcumene cyclase : identification of a new terpene cyclase2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 号: 25 ページ: 9734-9737

    • DOI

      10.1021/ja203779h

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifunctional triterpene/sesquarterpene cyclase : tetraprenyl-β-curcumene cyclase is also squalene cyclase in Bacillus megaterium2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 号: 44 ページ: 17540-17543

    • DOI

      10.1021/ja2060319

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triterpene cyclases from Oryza sativa L. : cycloartenol, parkeol and achilleol B synthases2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼介
    • 雑誌名

      Org.Lett

      巻: 13 号: 10 ページ: 2678-2681

    • DOI

      10.1021/ol200777d

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 三機能性セスタテルペン/トリテルペン/セスクアテルペン合成酵素の同定及び環状・非環状構造の決定に関与するアミノ酸残基の探索2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] テトラプレニル-β-クルクメン環化酵素のさらなる能力の解析2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 植物毒素チコリン生合成遺伝子の全塩基配列の決定2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細菌由来の新型および多機能性テルペン合成酵素の探索2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチドの創出2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究生合成マシナリー第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチド創出2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] セスクアテルペン(C35テルペン)の探索と生合成に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mycobacterium属細菌由来セスクアテルペン生合成経路の解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      第56回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規非環状セスタテルペン、トリテルペンおよび新規二機能性テルペン合成酵素の同定2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      第56回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規非環状セスタテルペン・トリテルペンおよび2つの新規二機能性酵素によって触媒されるhead-to-tail生合成2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      第22回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2012-09-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthesis of sesquarterpenes (C35 terpenes): identification of a new terpene cyclase and a bifunctional terpene cyclase2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤 努
    • 学会等名
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2012-06-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 好アルカリ性Bacillus属細菌由来の新規非環状セスタ・トリテルペンおよび新規テルペン合成酵素の同定2012

    • 著者名/発表者名
      山鹿宏彰
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] セスクアテルペン(C_<35>テルペン):新型テルペン環化酵素の同定2011

    • 著者名/発表者名
      吉田悟
    • 学会等名
      第55回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2011-11-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bacillus属由来のsesquarterpenes(C_<35>テルペン):新型テルペン環化酵素と二機能性テルペン環化酵素の同定2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 学会等名
      第21回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム由来モジュールライブラリーを用いた非天然型ペプチドの創出2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究生合成マシナリー第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-11-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細菌由来のsesquarterpenes (C_<35>テルペン):ユニークな生合成酵素の同定と新規天然物探索2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 学会等名
      第53回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 新潟大学研究者総覧

    • URL

      http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/rs/staff/?userId=363lang=

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2018-03-28  

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