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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22580121
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 荒川 賢治 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (80346527)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 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 / 制御遺伝子 / オートレギュレーター / 転写活性化因子 / ゲノムマイニング

研究概要

放線菌Streptomyces rochei7434AN4株が生産する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) の生合成および制御システムの包括的解析を行った。LM生合成クラスターにコードされたII型チオエステラーゼ遺伝子lkmEの遺伝子破壊株は、15-nor-LM誘導体を蓄積した。これにより、LkmEは誤って導入されたLMスターター基質を加水分解する役割をもつことが示唆された。また、LC,LM生産を誘導するシグナル分子SRBを培養液160リットルから単離し、化学合成を組み合わせて構造決定を行った。またSARP型転写活性化因子srrY がもうひとつのSARP遺伝子srrZのプロモーター上流に結合することを明らかにし、これによりLM生合成の活性化機構が解明できた。

研究成果

• [雑誌論文] The butenolide signaling molecules SRB1 and SRB2 induce lankacidin and lankamycin production in Streptomyces rochei (2012)
  • 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 Streptomycesstrain (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Cao, G. Khodakaramian, K. Arakawa, H. Kinashi
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 76 ページ: 353-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the synergistic antibiotic pair, lankamycin and lankacidin, in complex with the large ribosomal subunit (2011)
  • 著者名/発表者名: M. J. Belousoff, T. Shapira, A. Bashan, E. Zimmerman, H. Rozenberg, K. Arakawa, H. Kinashi, A. Yonath
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 2717-2722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation, structural elucidation, and biosynthesis of 15-norlankamycin derivatives produced by a type-II thioesterase disruptant of Streptomyces rochei (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Arakawa, Z. Cao, N. Suzuki, H. Kinashi
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 67 ページ: 5199-5205
  • 査読あり
• [雑誌論文] pSLA2-M of Streptomyces rocheiis a composite linear plasmid characterized by self-defense genes and homology with pSLA2-L (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yang, T. Kurokawa, Y. Takahama, Y. Nindita, S. Mochizuki, K. Arakawa, S. Endo, H. Kinashi
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 75 ページ: 1147-1153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of lankamycin biosynthesis in Streptomyces rocheiby two SARP genes, srrYand srrZ (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, S. Mochizuki, S. Yamamoto, K. Arakawa, H. Kinashi
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 74 ページ: 819-827
  • 査読あり
• [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: 日本農芸化学会・農芸化学奨励賞
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Isolation, structural elucidation, and biosynthesis of butenolide signaling molecules that induce lankacidin and lankamycin production in Streptomycesrochei (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Arakawa, N. Tsuda, A. Taniguchi, H. Kinashi
  • 学会等名: International Conference of Natural Products Biosynthesis
  • 発表場所: 淡路島
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Isolation and structural elucidation of the novel ・-butenolide signaling molecules SRBs that switch on antibiotic production in Streptomyces rochei7434AN4 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Arakawa, A. Taniguchi, N. Tsuda, H. Kinashi
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Biosynthesis of the 17-membered polyketide antibiotic lankacidin produced by Streptomyces rochei7434AN4 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Arakawa, S. Tatsuno, H. Kinashi
  • 学会等名: Pacifichem 2010 Congress
  • 発表場所: 米国ハワイ州ホノルル
  • 年月日: 2010-12-15
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/mbiotech/5lab/index.html