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2012 年度 実施状況報告書

新規類縁体の創製を目指したマニュマイシン系抗生物質の生合成研究

研究課題

研究課題/領域番号 24710253
研究機関徳島文理大学

研究代表者

伊藤 卓也  徳島文理大学, 薬学部, 講師 (90517484)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード放線菌 / mutasynthesis
研究概要

Streptomyces nodosus subsp. asukaensisのゲノムをゲノムシーケンサーなどを用いて、アスカマイシンの生合成遺伝子クラスターにクローニングに成功した。各タンパクの機能を確かめる目的で、シクロヘキサン合成酵素の機能を破壊した株⊿asuB3、およびC5N部分を合成する酵素を破壊した株⊿asuD2、両方の機能を破壊したダブルノックアウト株⊿asuB3/D2を調製した。
⊿asuB3は、シクロヘキサン部分が欠如した類縁体が産生されていた。また、⊿asuD2はC5N部分が欠如した類縁体が、⊿asuB3/D2は、両方の部分の化学構造が欠如した類縁体が産生されていた。そこで、これら破壊株に、生合成中間体によく似た基質を加えて培養すると、全く新しい類縁体が産生されると考え、⊿asuB3に、シクロペンタンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸などを添加して培養したところ、シクロヘキサン部分が置き換わった化合物が産生されていた。さらに、ダブルノックアウト株⊿asuB3/D2に、これらカルボン酸を加えたところ、C5N部分は欠如し、シクロヘキサン部分が置き換わった類縁体が産生されていた。この他にも、様々なシクロアルカンカルボン酸を添加して取り込み実験を行った。
一方、調節遺伝子asuR1およびR5を導入した菌株は、野生株と比較すると約10倍のアスカマイシンの生産量があった。このことから、⊿asuB3および⊿asuB3/D2に調節遺伝子asuR1またはR5を導入した株も、種々のシクロアルカンカルボン酸を添加した場合、数倍以上の生産量の向上が期待できる。申請者は、⊿asuB3および⊿asuB3/D2に調節遺伝子asuR1またはR5を導入した破壊株を作製した。この作製した株を利用して、新規類縁体の大量生産できるシステムを構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成24年度に示した計画の進捗状況は概ね順調であると考えている。
その理由として
1)3つの遺伝子破壊株(⊿asuB3、⊿asuD2、⊿asuB3/D2)の作製
2)遺伝子破壊株に様々なシクロアルカンカルボン酸を添加して培養し、新たな類縁体の生産を確認
3)生産量を増やすための、調節遺伝子を導入した改変株の作製
が挙げられる。

今後の研究の推進方策

遺伝子破壊株(⊿asuB3、⊿asuB3/D2)に調節遺伝子を導入した改変株を作製したので、基質であるシクロアルカンカルボン酸を添加して培養してアスカマシン類縁体の生産量を増加させる。また、得られた類縁体について、細胞毒性やインターロイキン1変換酵素阻害活性などの生物活性を評価したいと考えている。

次年度の研究費の使用計画

類縁体の生物活性を評価する上で、生物活性試験するための試薬や細胞、キットが必要となる。また、類縁体の精製に用いるHPLC用のカラムや担体の費用が必要となる。さらに、本年度の成果を広く公開するために、英語論文校閲、論文投稿、学会発表費などの経費が必要となるため、これらに研究費を使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Aromatic Constituents of Cymbidium Great Flower Marie Laurencin and their Antioxidative Activity2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, K., Otsu, M., Ito, T., Asakawa, Y., Kawano, S., Hashimoto, T.
    • 雑誌名

      J. Nat. Med.

      巻: 67 ページ: 217-221

    • DOI

      10.1007/s11418-012-0653-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phenanthrene Derivatives from Cymbidium Great Flower Marie Laurencin and Their Biological Activities2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, K., Ito, T., Iseki, K., Baba,C., Imagawa, H., Yagi, Y., Morita, H., Asakawa,Y., Kawano, S., Hashimoto, T.
    • 雑誌名

      J. Nat. Prod

      巻: 75 ページ: 605-609

  • [雑誌論文] Heterologously expressed beta-hydroxyl fatty acids from a metagenomic library of a marine sponge.2012

    • 著者名/発表者名
      Rui, H., Wakimoto, T., Egami, Y., Kenmoku, H., Ito, T., Asakawa, Y., Abe, I.
    • 雑誌名

      Bioorgan. Med. Chem Lett.

      巻: 22 ページ: 7322-7325

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.10.082

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthetic pathway for highly structural diversity of a common dilactone core in antimycin production.2012

    • 著者名/発表者名
      Yan, Y., Zhang, L., Ito, T., Qu, X., Asakawa, Y., Awakawa, T., Abe, I., Liu, Wen.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 14 ページ: 4142–4145

    • DOI

      10.1021/ol301785x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porphyrins from a metagenomic library of the marine sponge, Discodermia calyx2012

    • 著者名/発表者名
      He, R., Wakimoto, T., Takeshige, Y., Egami, Y., Kenmoku, H., Ito, T., Wang, B., Asakawa, Y., Abe, I.
    • 雑誌名

      Molecular BioSystems

      巻: 8 ページ: 2334-2338

    • DOI

      10.1039/C2MB25169H

    • 査読あり
  • [学会発表] α-グルコシダーゼ阻害物質トレスタチンの生合成遺伝子群のクローニング2013

    • 著者名/発表者名
      阿部高大, Taifo Mahmud, 兼目祐充, 浅川義範, 伊藤卓也
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-30
  • [学会発表] アンチマイシン生合成経路の探索と新規アナログの生産2013

    • 著者名/発表者名
      張魔騨, Yan YAN, 伊藤卓也, Xudong QU, 淡川孝義, 浅川義範, Wen Liu, 阿部郁朗
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-30
  • [学会発表] cryptolactone A及びその誘導体の合成と生物活性評価2013

    • 著者名/発表者名
      小栗友紀, 稲井誠, 伊藤卓也, 堀川美津代, 加来裕人, 角田鉄人
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-30
  • [学会発表] 新規生物活性類縁体の創製を目指した放線菌代謝産物の生合成研究2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤卓也
    • 学会等名
      第 51回日本薬学会中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      20121110-20121111
    • 招待講演
  • [学会発表] Calyculin A生合成遺伝子クラスターの探索2012

    • 著者名/発表者名
      脇本 敏幸、江上 蓉子、淡川 孝義、伊藤 卓也、兼目 裕允、浅川 義範、阿部 郁朗
    • 学会等名
      第54回天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120918-20120920
  • [学会発表] シンビジウム グレートフラワー • マリーローランサンの根の化学成分とそれらの抗菌活性について(2)2012

    • 著者名/発表者名
      吉川和子、井関賀奈子、伊藤卓也、浅川義範、橋本敏弘、河野幸子
    • 学会等名
      日本生薬学会第59回年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20120917-20120918
  • [学会発表] Cloning and Characterization of Antimycin Biosynthetic Gene Cluster and Huge PKS Gene Cluster2012

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ito, Takayoshi Awakawa, Xudong Qu, Yan Yan, Yoshinori Asakawa, Wen Liu, Ikuro Abe
    • 学会等名
      International Conference of Natural Products Biosynthesis
    • 発表場所
      Awaji-shima
    • 年月日
      20120617-20120622
  • [備考] 文科省戦略的研究基盤形成支援事業 徳島文理大学大学院薬学研究科

    • URL

      http://p.bunri-u.ac.jp/lab04/senryaku/index.html

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公開日: 2014-07-24  

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