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2012 年度 実績報告書

放線菌二次代謝産物の分子構築機構および生産制御システムの包括的解析

研究課題

研究課題/領域番号 22580121
研究機関広島大学

研究代表者

荒川 賢治  広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (80346527)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード放線菌 / ポリケチド / 生合成 / ピロロキノリンキノン / 転写活性化因子 / 制御遺伝子 / アゾキシアルケン
研究概要

放線菌 Streptomyces rochei 7434AN4株は2つのポリケチド抗生物質ランカサイジン(LC)・ランカマイシン(LM)を生産する。また微生物ホルモンSRBを鍵物質としたLC・LM生産制御カスケードの存在も示唆された。本年度は(1) LC生合成におけるPQQの機能解析,(2) 制御遺伝子の改変による二次代謝生産の発掘,に焦点を絞り研究を実施した。
(1) LC生合成におけるPQQ要求性酵素Orf23の役割を調べるために前年度の本研究課題において放線菌発現用プラスミドpHSA81を用いたOrf23発現ベクターpYY03を構築した。
Streptomyces lividans/pYY03形質転換体は、ランカサイジノール(C-24位が水酸基)をランカサイジンC(C-24位がケト基)へと変換した。この変換はpHSA81を含むコントロールでは見いだせなかったため、これによりOrf23はランカサイジン生合成においてC-24位酸化に関与することが分かった。本知見はPQQ要求性酵素の抗生物質生合成への関与の最初の報告となる。
(2) 我々はゲノムマイニングの一環として、制御遺伝子に注目した。今回srrB,lkcF-KR1,lkmEの三重破壊株を構築した。これはリプレッサーsrrB変異により二次代謝生産を向上させ、lkcF-KR1変異によりLC生合成を遮断し、type-IIチオエステラーゼ遺伝子lkmE変異によりLM生産を低下させた株である。本株の代謝産物解析を行ったところ、通常生産していない化合物の蓄積が認められた。UV活性化合物の構造決定を行ったところ、アゾキシアルケン化合物であることが分かった。アゾ結合の形成機構など不明な点が多く、今後取り込み実験や推定生合成遺伝子の破壊・タンパク発現などにより解析していく予定である。

現在までの達成度 (区分)
理由

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。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The butenolide signaling molecules SRB1 and SRB2 induce lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei2012

    • 著者名/発表者名
      K. Arakawa, N. Tsuda, A. Taniguchi, H. Kinashi
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 13 ページ: 1447-1457

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of borrelidin as a phytotoxic compound from a potato pathogenic Streptomyces strain2012

    • 著者名/発表者名
      曹 志生
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 76 ページ: 353-357

    • DOI

      10.1271/bbb.110799

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indomethacin induces transition from asexual stage to sexual state in the moon jellyfish, Aurelia aurita2012

    • 著者名/発表者名
      国吉 久人
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 76 ページ: 1397-1400

    • DOI

      10.1271/bbb.120076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity between PKS and FAS2012

    • 著者名/発表者名
      荒川 賢治
    • 雑誌名

      Nature Chem. Biol.

      巻: 8 ページ: 604-605

    • DOI

      10.1038/nchembio.1007

  • [学会発表] 放線菌線状プラスミドにコードされた抗生物質生合成クラスターの遺伝学的・生物有機化学的解析2013

    • 著者名/発表者名
      荒川 賢治
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
    • 招待講演
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces rocheiの抗生物質生産を誘導するシグナル分子SRBの生合成機構2013

    • 著者名/発表者名
      津田 直人
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] Streptomyces rocheiの多重遺伝子破壊株が生産する代謝産物の化学構造および生合成機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      國武 博文
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] 抗生物質ランカサイジン生合成におけるピロロキノリンキノン要求性デヒドロゲナーゼの機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      山内 佑介
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces rocheiのPQQ破壊株が生産する抗カビ化合物ペンタマイシンの解析2013

    • 著者名/発表者名
      片岡 憂祐
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] Analysis of the essential gene for a linear topology of the Streptomyces rochei replicons2013

    • 著者名/発表者名
      Yosi NINDITA
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces rochei 7434AN4株の抗生物質生産を誘導するブテノライド型シグナル分子の単離・構造決定および生物活性2012

    • 著者名/発表者名
      荒川 賢治
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] Analysis of the circularization of the linear chromosome of Streptomyces rochei2012

    • 著者名/発表者名
      Yosi NINDITA
    • 学会等名
      2012年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      東京・府中
    • 年月日
      20120906-20120907
  • [学会発表] Streptomyces rochei変異株が生産する抗カビ化合物ペンタマイシンの単離および生合成クラスターの解析2012

    • 著者名/発表者名
      片岡 憂祐
    • 学会等名
      2012年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      東京・府中
    • 年月日
      20120906-20120907
  • [学会発表] 放線菌Streptomyces rocheiの抗生物質生産を誘導するシグナル分子SRBの生合成機構に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      津田 直人
    • 学会等名
      2012年度日本放線菌学会大会
    • 発表場所
      東京・府中
    • 年月日
      20120906-20120907
  • [学会発表] Biosynthesis of the butenolide signaling molecules that induce lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei2012

    • 著者名/発表者名
      荒川 賢治
    • 学会等名
      8th Meeting on Natural Product Biosynthesis
    • 発表場所
      静岡県立大学
    • 年月日
      20120825-20120825
    • 招待講演
  • [学会発表] Isolation, structural elucidation, and biosynthesis of butenolide signaling molecules that induce lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei2012

    • 著者名/発表者名
      荒川 賢治
    • 学会等名
      International Conference of Natural Products Biosynthesis (ICNPB)
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      20120617-20120622
    • 招待講演
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/5lab/index.html

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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