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代謝と細胞形態のクロストークを解析する天然物リガンドの探索と作用機序解析

公募研究

研究領域天然物ケミカルバイオロジー:分子標的と活性制御
研究課題/領域番号 24102515
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
研究機関京都大学

研究代表者

西村 慎一  京都大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (30415260)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード天然物化学 / 代謝 / 生体膜 / 化学遺伝学 / 天然化合物 / 細胞形態
研究概要

生命の遺伝情報はDNAにより継承され、そこから転写されたRNAと翻訳産物であるタンパク質により構築される。タンパク質は代謝物により活性の制御を受ける。近年、質量分析を代表とする分析技術の発展の恩恵を受けて、体内代謝物の組成には細胞の状態や病態が反映されることが分かってきた。しかし、どの成分がいつ、どこで働いているのか、明らかにすることは容易ではない。この理由の1つに、ゲノムに直接的にコードされていない代謝物に対して遺伝学の適用が困難であることが挙げられる。このような代謝物が制御する生命システムを理解するための一つのアプローチとして、本研究では、天然物リガンドを用いて生命現象を解析しようとする化学遺伝学に取り組んできた。
①生体膜脂質を認識する化合物の探索と作用解析
微生物培養液抽出物から、独自に構築した探索系を用いてユニークな表現型を提示する脂質認識化合物を複数取得した。特に海洋の放線菌から得られた8-deoxyheronamide Cについては、リン脂質の飽和の炭化水素鎖を認識し、分裂酵母においては細胞壁異常を誘導することを明らかにした。
②アミノ酸代謝を撹乱する化合物の探索と作用解析
分裂酵母をモデル生物として構築した探索系により、特定のアミノ酸代謝に作用する天然物リガンドを2種類取得した。糸状菌から得られるアクチンを標的にする化合物については、セリンの資化を優先的に阻害するが、そこには活性酸素種が関係していることが明らかとなった。セリンの資化とアクチン骨格とが活性酸素種を介してクロストークする可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Structure and biological activity of 8-deoxyheronamide C from a marine-derived Streptomyces sp.: heronamides target saturated hydrocarbon chains in lipid membranes.2014

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, R., Nishimura, S., Matsumori, N., Tsunematsu, Y., Hattori, A. & Kakeya, H.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 14 ページ: 5209-5212

    • DOI

      10.1021/ja500128u

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total synthesis of the proposed structure of heronamide C2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sakanishi, S. Itoh, R. Sugiyama, S. Nishimura, H. Kakeya, Y. Iwabuchi, N. Kanoh
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: なし 号: 7 ページ: 1376-1380

    • DOI

      10.1002/ejoc.201301487

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of cholesterol-rich membrane domains with fluorescently-labeled theonellamides.2013

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Ishii, K., Iwamoto, K., Matsunaga, S., Ohno-Iwashita, Y., Sato, S. B., Kakeya, H., Kobayashi, T. & Yoshida, M.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 8 号: 12 ページ: e83716-e83716

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0083716

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between the marine sponge cyclic peptide theonellamide A and sterols in lipid bilayers as viewed by surface plasmon resonance and solid state 2H NMR.2013

    • 著者名/発表者名
      Espiritu, R. A., Matsumori, N., Murata, M., Nishimura, S., Kakeya, H., Matsunaga, S. & Yoshida, M.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 52 号: 14 ページ: 2410-2418

    • DOI

      10.1021/bi4000854

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA-methylation-dependent RNA processing controls the speed of the circadian clock2013

    • 著者名/発表者名
      Fustin JM, Doi M, Yamaguchi Y, Hayashi H, Nishimura S, Yoshida M, Isagawa T, Suimye-Morioka M, Kakeya H, Manabe I, Okamura H
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 155 号: 4 ページ: 793-806

    • DOI

      10.1016/j.cell.2013.10.026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereochemical reassignment of heronamide A, a polyketide macrolactam from Streptomyces sp.2013

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sugiyama
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 54 号: 12 ページ: 1531-1533

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.01.012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mode of action of heronamides, polyene macrolactams from marine-derived Streptomyces sp.2014

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference-Marine Natural Products-
    • 発表場所
      CA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide Cの単離・構造決定とその生物活性2013

    • 著者名/発表者名
      杉山龍介
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sterol-rich membrane domains and the balance of membrane traffic2013

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Tokukura, M., Ochi, J., Yoshida, M. & Kakeya, H.
    • 学会等名
      7th International fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 放線菌の複合培養によって得られる新規テトラヒドロキノリン誘導体に関する研究.2012

    • 著者名/発表者名
      杉山龍介
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第7回年会
    • 発表場所
      京都大学 百周年時計台記念館(京都)
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 新規生物活性物質2014

    • 発明者名
      掛谷秀昭、 西村慎一、服部明、岸本真治、波多野和樹、五十嵐雅之
    • 権利者名
      掛谷秀昭、 西村慎一、服部明、岸本真治、波多野和樹、五十嵐雅之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-041703
    • 出願年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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