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2007 年度 実績報告書

綿状プラスミドpSLA2-Lにコードされた二次代謝遺伝子群の機能解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18018028
研究機関広島大学

研究代表者

木梨 陽康  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (80224997)

研究分担者 荒川 賢治  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (80346527)
キーワード放線菌 / 線状プラスミド / ランカサイジン / ポリケチド生合成 / γ-butyrolactone / 二次代謝制御カスケード / ゲノム解析 / Stretomyces
研究概要

(1)二次代謝制御カスケードの解析
線状プラスミドpSLA2-L上にコードされた多くの制御遺伝子によって構成される制御カスケードの詳細な解析を行った。SrrA蛋白の結合領域を検索し、srrX,srrY,srrWの3つの制御遺伝子のpromoter領域を取得した。gel retardationによってSrrAとsrrYの結合を確かめ、foot printingによってsrrYのプロモーター領域にSrrAの結合サイトを同定した。そこには26-bpのパリンドローム配列が見つかり、ArpAを初めとするr-butyrolactone(GB)リセプター蛋白の結合配列とよく似ていた。野生株のGB画分はSrrAのsrrYプロモーターへの結合を乖離させたが、△srrX変異株の画分は活性がなく、またリガンド結合に必須なTrp残基をAlaに代えたArp^<W119A>はGBを添加しても乖離しなかった。こうして、srrX→srrA→srrYの中心的なシグナル伝達経路を分子レベルで証明した。
(2)ランカサイジンの生合成機構の解析
ランカサイジン隼合成(lkc)クラスターをlkcA-EとlkcF-Oの2つに分け、前者をS.lividansの染色体に組み込み、後者をプラスミド上にのせて導入した株はランカサイジノールAを生産した。この結果は、lkcクラスターが骨格合成に必要な全ての遺伝子を含むことを示した。私たちは先にランカサイジンのモジュラー・反復混合生合成仮説を提唱したが、lkcAは骨格形成を開始するNRPS-PKS融合遺伝子であり、lkcGは伸長反応を終結する遺伝子なので、繰り返し反応の候補から除外できる。lkcF-G融合株を作製したところ親株と同量のLCを生産したので、lkcFも候補から除かれた。その結果、消去法によって、lkcCが4回繰り返して縮合反応することが示唆された。
(3)pSLA2-Mの全塩基配列決寅と胞子形成機構の解析
pSLA2-Mのコスミド・ライブラリーを作製し、両末端は別個にクローン化して、全ての領域をカバーするクローンを得た。これらのクローンを用いてpSLA2-Mの全塩基配列を決定中であり、両末端には352bpの末端逆位配列(TlR)が見つかった。しかし、両者の相同性は91%と低かったので、左右のTlR間に相同組み換えによるhomogenizationが起きていないことが示唆された。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] γ-Butyrolactone-dependent expression of the SARP gene srrY plays a central role in the regulatory cascade leading to lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei2008

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S., He, Y., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 190

      ページ: 1308-1316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] γ-Butyrolactone autoregulator-receptor system involved in lankacidin and lankamycin production and morphological differentiation in Streptomyces rochei2007

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Mochizuki, S., Yamada, K., Noma, T, Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology 153

      ページ: 1817-1827

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of modular-iterative mixed biosynthesis of lankacidin by heterologous expression and gene fusion2007

    • 著者名/発表者名
      Tatsuno, S., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Journal of Antibiotics 60

      ページ: 700-708

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Streptomyces linear plasmids: their discovery, functions, interactions with other reolicons, and evolutionary significance2007

    • 著者名/発表者名
      Chater, K. F., Kinashi, H.
    • 雑誌名

      Microbiology Monograph, Vol. 7, Microbial Linear Plasmids, ed. F. Meinhard, R. klassen, Springer-Verlag, Berlin-Heidelber, 2007 7

      ページ: 1-31

  • [雑誌論文] 放線菌の線状レプリコンの再編成とゲノム進化2007

    • 著者名/発表者名
      木梨陽康
    • 雑誌名

      化学と生物 45

      ページ: 619-626

  • [学会発表] ランカサィジン生合成におけるアミンオキシダーゼLkcEの機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      荒川賢治、行吉裕治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
  • [学会発表] SARP遺伝子srrY、srrZによるランカマイシン生合成制御機構の解析2008

    • 著者名/発表者名
      望月進、荒川賢治、山本章治、鈴木敏弘、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
  • [学会発表] Streptomyces rocheiにおける胞子形成制御機構の解析2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木敏弘、望月進、山本章治、赫宇義、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-28
  • [学会発表] Streptomyces rocheiの線状プラスミドPSLA2-Mの構造と機能の解析2008

    • 著者名/発表者名
      楊英杰、望月進、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] Analysis of modular-iterative mixed biosynthesis of lankacidin by heterologous expression and gene fusion2007

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, K., Tatsuno, S., Kinashi, H.
    • 学会等名
      14th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
    • 発表場所
      New Castle, UK
    • 年月日
      2007-08-27
  • [学会発表] γ-Butyrolactone-dependent regulatory system for lankacidin and lankamycin production and morphological differentiation in Streptomyces rochei2007

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S., He, Y, Mochizuki, S., Arakawa, K., Kinashi, H.
    • 学会等名
      14th International Symposium on the Biology of Actinomycetes
    • 発表場所
      New Castle, UK
    • 年月日
      2007-08-27
  • [学会発表] 14員環マクロライド抗生物質ランカマイシンの生合成機構の解析2007

    • 著者名/発表者名
      荒川賢治、他7名
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-06-01
  • [学会発表] Streptomyces rochei の抗生物質生合成におけるSARP蛋白質の機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      望月進、山本章治、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
  • [学会発表] ランカサイジン生合成におけるモジュラー・反復混合ポリケチド生合成機構の解析2007

    • 著者名/発表者名
      立野智資、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
  • [学会発表] Streptomyces rocheiの線状プラスミドPSLA2-Mの構造と機能の解析2007

    • 著者名/発表者名
      楊英杰、望月進、黒川透、高津弘律、荒川賢治、木梨陽康
    • 学会等名
      2007年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      広島県尾道市
    • 年月日
      2007-05-31
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/hosenkin_lab/hosen_lab.html

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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