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2021 年度 実施状況報告書

ブロスライブラリーの拡張と新規活性物質探索に向けた多変量スクリーニング系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K05858
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

野川 俊彦  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 技師 (40462717)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード微生物二次代謝産物 / ブロスライブラリー / 新規活性物質 / 多変量スクリーニング
研究実績の概要

本研究課題では以下の5項目に沿って研究を進めている。(1)複数培地条件によるブロスライブラリーの作製、(2)ライブラリーのLC/MS分析およびTLCによる含有化合物の物性取得、(3)ライブラリーの生物活性評価、(4)物性データおよび生物活性データの多変量解析によるブロスの評価、(5)活性物質の単離・同定。本課題2年目となる昨年度は、初年度に作製した約1,500種のブロスをもとに(2)および(3)を中心に実験を進め、得られたデータに基づき(4)の多変量解析による評価を開始した。(2)のLC/MS評価については1,500種全てについて分析を終了した。TLCによる評価もほぼ完了し、いくつかの興味深いブロスを検出することができた。(3)の活性評価についても作製したブロスについて細胞毒性および抗菌活性の評価を完了した。それらデータに基づき多変量スクリーニングを行いいつくかの興味深いブロスを見出すことができた。スクリーニングの結果から、生物活性を有する培養条件依存的な窒素含有化合物を見出すことができた。それらについて単離、構造決定を行い学会などで報告した。スクリーニングの過程で収集した物性データは単離の過程でも有用であり、目的化合物の探索、続く単離・精製過程を効率よく行うことができた。以上の結果から、本方法により微生物の二次代謝産物生産能を引き出すことができ、ブロスライブラリーを拡張できることを確認することができた。この方法により優位に生物活性を有する構造的に特徴的な化合物を探索できることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ブロス調製が順調に進んだことから、LC/MSおよびTLCによるブロスに含まれる二次代謝産物の物性評価と、ブロスの活性評価といった異なる視点からのブロス評価方法をバランスよく進めることができた。そのため特定のデータに偏ることなく物性、活性の両方に基づいた多変量スクリーニングを行うことができた。その結果、昨年に引き続き興味深いブロスを見出すことができ、それら化合物について効率よく単離と構造決定まで進めることができた。また、それらの結果について学会等で報告することができた。以上のことから本課題が順調に進んでいると結論した。

今後の研究の推進方策

今までの実験を通して、本方法が微生物の有用新規二次代謝産物の探索および単離に有用であることが確認できた。さらに、探索原料となる微生物ブロスを十分に作製することができ、その資源を有効活用するための物性データおよび活性データが十分に揃った。最終年度である今年は、それら資源およびデータを活用し、新規活性物質の探索を中心に研究を進める。加えて、本方法の有用性や応用について検証する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] In Vitro and In Silico Anti-Acetylcholinesterase Activity from Macaranga tanarius and Syzygium jambos2022

    • 著者名/発表者名
      Amir Rawa Mira Syahfriena、Nurul Azman Nurul Amira、Mohamad Suriani、Nogawa Toshihiko、Wahab Habibah A.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 ページ: 2648~2648

    • DOI

      10.3390/molecules27092648

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation of new lucilactaene derivatives from P450 monooxygenase and aldehyde dehydrogenase knockout Fusarium sp. RK97-94 strains and their biological activities2022

    • 著者名/発表者名
      Abdelhakim IA, Motoyama Takayuki, Nogawa Toshihiko, Mahmud FB, Futamura Yushi, Takahashi Shunji, Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: ahead of print ページ: ahead of print

    • DOI

      10.1038/s41429-022-00529-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RK-270D and E, Oxindole Derivatives from Streptomyces sp. with Anti-Angiogenic Activity2022

    • 著者名/発表者名
      Jang Jun-Pil、Jang Mina、Nogawa Toshihiko、Takahashi Shunji、Osada Hiroyuki、Ahn Jong Seog、Ko Sung-Kyun、Jang Jae-Hyuk
    • 雑誌名

      Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 32 ページ: 302~306

    • DOI

      10.4014/jmb.2110.10039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 2-Methylthio-N7-methyl-cis-zeatin, a new antimalarial natural product isolated from a Streptomyces culture2021

    • 著者名/発表者名
      Lopez Julius Adam V、Nogawa Toshihiko、Yoshida Kazuko、Futamura Yushi、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 ページ: 31~36

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thiolactomide: A New Homocysteine Thiolactone Derivative from Streptomyces sp. with Neuroprotective Activity2021

    • 著者名/発表者名
      Jang Jun-Pil、Kwon Min Cheol、Nogawa Toshihiko、Takahashi Shunji、Osada Hiroyuki、Ahn Jong Seog、Ko Sung-Kyun、Jang Jae-Hyuk
    • 雑誌名

      Journal of Microbiology and Biotechnology

      巻: 31 ページ: 1667~1671

    • DOI

      10.4014/jmb.2108.08015

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Basis for Two Stereoselective Diels-Alderases that Produce Decalin Skeletons2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiyama Keisuke、Kato Naoki、Re Suyong、Kinugasa Kiyomi、Watanabe Kohei、Takita Ryo、Nogawa Toshihiko、Hino Tomoya、Osada Hiroyuki、Sugita Yuji、Takahashi Shunji、Nagano Shingo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 ページ: 22401~22410

    • DOI

      10.1002/anie.202106186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zealpeptaibolin, an 11-mer cytotoxic peptaibol group with 3 Aib-Pro motifs isolated from Trichoderma sp. RK10-F0262021

    • 著者名/発表者名
      Rawa Mira Syahfriena Amir、Nogawa Toshihiko、Okano Akiko、Futamura Yushi、Wahab Habibah A.、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 74 ページ: 485~495

    • DOI

      10.1038/s41429-021-00429-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a Small-Molecule Glucose Transporter Inhibitor, Glutipyran, That Inhibits Cancer Cell Growth2021

    • 著者名/発表者名
      Kawatani Makoto、Aono Harumi、Hiranuma Sayoko、Shimizu Takeshi、Muroi Makoto、Ogawa Naoko、Ohishi Tomokazu、Ohba Shun-ichi、Kawada Manabu、Nogawa Toshihiko、Okano Akiko、Hashizume Daisuke、Osada Hiroyuki
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 16 ページ: 1576~1586

    • DOI

      10.1021/acschembio.1c00480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antioxidant, Anti-Inflammatory, and Inhibition of Acetylcholinesterase Potentials of Cassia timoriensis DC. Flowers2021

    • 著者名/発表者名
      Alhawarri Maram B.、Dianita Roza、Razak Khairul Niza Abd、Mohamad Suriani、Nogawa Toshihiko、Wahab Habibah A.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 ページ: 2594~2594

    • DOI

      10.3390/molecules26092594

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Characterization of cytochrome P450 function in verticilactam biosynthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Yu ZHENG, Hiroshi TAKAGI, Katsuyuki SAKAI, Yumi SHIOZAKI-SATO, Toshihiko NOGAWA, Risa TAKAO, Shunji TAKAHASHI
    • 学会等名
      RIKEN-KRIBB Chemical Biology Joint Sympojium
  • [学会発表] Characterization of cytochrome P450 function in verticilactam biosynthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zheng, Hiroshi Takagi, Katsuyuki Sakai, Yumi Sato-Shiozaki, Toshihiko Nogawa, Risa Takao, Shunji Takahashi
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 糸状菌Trichoderma sp. RK10-F026より単離した培養条件依存的に生産される新規ペプタイボール類2021

    • 著者名/発表者名
      野川俊彦、Mira Syahfrina Amir Rawa、岡野亜紀子、二村友史、中村健道、Habibah A. Wahab、長田裕之
    • 学会等名
      第69回 質量分析討論会
  • [学会発表] 糸状菌Trichoderma sp. RK10-F026より単離した新規ペプタイボール、zealpeptaibolin類の構造2021

    • 著者名/発表者名
      野川俊彦、Mira Syahfrina Amir Rawa、岡野亜紀子、二村友史、Habibah A. Wahab、中村健道、長田裕之
    • 学会等名
      第63回 天然有機化合物討論会
  • [学会発表] 抗腫瘍活性を有するGLUT阻害剤glutipyranの同定2021

    • 著者名/発表者名
      川谷誠、青野晴美、平沼佐代子、清水猛、室井誠、小川直子、大石智一、大庭俊一、川田学、野川俊彦、岡野亜紀子、長田裕之
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第15回年会
  • [学会発表] Analysis of verticilactam biosynthetic gene cluster2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Nogawa, Atsutaka Terai, Keita Amagai, Junko Hashimoto, Manabu Fujie, Noriyuki Satoh, Haruo Ikeda, Kazuo Shin-ya, Hiroyuki Osada, Shunji Takahashi
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 国際学会
  • [備考] 天然物が持つ鏡像異性な環状骨格を作り分ける-2つの酵素の反応機構を解明-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210819_7/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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