天然物の生合成機構とその人為的制御

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07358011
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 柿沼 勝巳 東京工業大学, 理学部, 教授 (90092543)
• 研究分担者: 瀬戸 治男 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (10013335) ; 海老塚 豊 東京大学, 薬学部, 教授 (90107384) ; 堀之内 末治 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80143410) ; 小倉 協三 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80006303) ; 斉藤 和季 千葉大学, 薬学部, 教授 (00146705)
• キーワード: 二次代謝 / 生合成酵素 / 生合成遺伝子 / 活性天然物 / 生合成工学 / バイオテクノロジー / 代謝制御

研究概要

医薬・農薬等の有用物質として重要な「天然物」は、微生物や動植物の持つ生合成のダイナミズムが作り出す多彩な化学構造と機能を持つ有機分子群である。天然物生合成は生物種毎の特異性と化学的多様性を特徴とし、進化により成立したもので遺伝子の支配下にある。バイオテクノロジーが成熟した今、他生物依存の物質探索・天然物化学の姿勢を転換し、生合成を人為的に制御・活用して新規な有用化合物の創造と生産体系の確立を目指す重点的研究を推進する時である。
本研究は上記の現状認識に立ち、天然物生合成の反応(テルペノイド生合成の初発過程及びエクジステロイドの構造変換反応、糖質の炭素環化反応、C-P結合生成反応)、生合成の酵素(プレニル転移酵素、オキシドスクワレン環化酵素、糖質閉環酵素)、生合成の遺伝子(アルカロイド生合成遺伝子、ポリケチド生合成遺伝子)及び生合成の制御(放射菌二次代謝制御ホルモン、エリシター)等について、各研究分担者が自らの研究をコアとして現状の把握と今後の問題点と可能性を調査し、情報交換を行なった。第一回の班会議ではこれまでの研究の紹介と将来を展望し、重点領域設定の意義について意見交換した。さらに、シンポジウム・オン・メールとして、各種通信手段を活用して意見の集約と再配送により意見交換を深めた。民間及び大学等から70名余の参加者を得て公開講演会を開催し、本研究領域の重要性、将来の展望等について広く意見交流し、この分野の進展に期待が寄せられていることを再確認した。第二回班会議では、本分野の研究を重点領域研究として推進すべきであるとの意見で全研究分担者が一致し、研究課題の設定や研究組織の構成について議論し、工学系研究者も加わった研究体制とすることとした。最終的に、「分子解析を基盤とする活性天然物の生合成工学」と題して、平成9年度発足重点領域研究として申請を行なった。

研究成果

• [文献書誌] N. Yamanchi: "Enzymatic Carbocycle Formation in Micropial Secondary Metabolism. The Mechanism of 2-Deoxy-sauilo crosose Synthase Reaction Asa Craual Step of the 2-Deoxy-Striptamine in Streptomyus fradial" J. Org. Chem. ,. 60. 5614-5619 (1995)
• [文献書誌] A. Koike-Takeshita: "Molecular Cloning and Nucleotide Seauence of the Gends for Two Esseutial Protains Constituting a Nade Enzyme System for Heptaprenyl Diphosphate Synthesrs" J. Biol. Chem. ,. 270. 18396-18400 (1995)
• [文献書誌] K. Saito: "Molecular Cloning and Characterization of a planit Serine Acetyltromo ferase Playing reynlatory role in Cysteine brosynthesis from watermelon" J. Biol. Chem. ,. 270. 16321-16325 (1995)
• [文献書誌] H.Onaka: "Clorning and Characteization 8 of the Afactor receptor gene from streptonyces griseus" J.Bacteriol, ,. 177. 6083-6092 (1995)
• [文献書誌] T.Hidaka: "Sequence of a P-methyltransferass-ercoding gene isolastia from a bialaphos-producing Streptonyces hygroseopicus" Genc. 158. 149-150 (1995)
• [文献書誌] M, Kusano: "Molecular Cloring of cDNA encoding rat 2,3-Oxidosqualene: lanosterol cyclase" Biol. Pharm. Bull. ,. 18. 195-197 (1995)