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2020 年度 実績報告書

酵素機能改変による新規活性アルカロイド生産系の構築

公募研究

研究領域生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学
研究課題/領域番号 19H04641
研究機関東京大学

研究代表者

淡川 孝義  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80609834)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード二次代謝酵素 / 物質生産 / 遺伝子発現系
研究実績の概要

テルペンインドール化合物は構造多様性に富み、有用な生理活性を持つ。微生物ホストを用いた物質生産によって更なる新規化合物を取得するために、テレオシジン化合物とそのホモログ遺伝子、化合物の物質生産系の構築を目指した。希少放線菌由来のテレオシジン遺伝子クラスターのホモログであるHin/Tenクラスターに注目し、TleBとそのホモログであるHinCDに対して、インドール2メチル化、6-クロロ化したN-methylphenylTrp基質をを合成し、それぞれ酵素に作用させることで、新たなテレオシジン前駆体の創出に取り組んだ。これらは、Hinクラスター中のradicalSAMメチル化酵素HinM、フラビン酵素HinIがトリプトファンを受け入れてできたと考えられるアナログであり、Hinクラスターの機能解明、さらなるインドールテルペノイド化合物生産に繋がる生合成的知見が得られることが期待された。その結果、HInDはそれぞれの基質を受け入れ、新規インドラクタム化合物を生産することを明らかにした。また、HinCは基質に対して、HinDとは異なる微量生成物を与えることを明らかにした。さらに、Tenクラスター中のP450酸化酵素TenIの機能解析を試み、N-phenyl-valyl-Trpを基質として用いた際に、TleBとは異なる生成物を与えることが明らかとなった。本結果によって、微生物二次代謝酵素の機能解明、それを用いた物質生産系の構築のための、新規方法論の構築の基盤となる知見が得られた。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Jinan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Jinan University
  • [雑誌論文] Biosynthesis of sulfonamide and sulfamate antibiotics in Actinomycete2021

    • 著者名/発表者名
      Awakawa Takayoshi、Barra Lena、Abe Ikuro
    • 雑誌名

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/jimb/kuab001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel cyclohexyl meroterpenes produced by combinatorial biosynthesis.2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang, J., Li, X., Mori, T., Awakawa, T., Abe, I.
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enzymatic reactions in teleocidin B biosynthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Awakawa Takayoshi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11418-021-01504-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineered Biosynthesis of Pharmaceutically Important Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Awakawa Takayoshi
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of Biscognienyne?B Involving a Cytochrome P450‐Dependent Alkynylation2020

    • 著者名/発表者名
      Lv Jian‐Ming、Gao Yao‐Hui、Zhao Huan、Awakawa Takayoshi、Liu Ling、Chen Guo‐Dong、Yao Xin‐Sheng、Hu Dan、Abe Ikuro、Gao Hao
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 13531~13536

    • DOI

      10.1002/anie.202004364

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Expansion of Gamma-Butyrolactone Signaling Molecule Biosynthesis to Phosphotriester Natural Products2020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Yuta、Awakawa Takayoshi、Du Yi-Ling、Jordan Peter A.、Creamer Kaitlin E.、Jensen Paul R.、Linington Roger G.、Ryan Katherine S.、Moore Bradley S.
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 15 ページ: 3253~3261

    • DOI

      10.1021/acschembio.0c00824

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Investigation of the α-ketoglutarate-dependent oxygenase reaction in the orthoester-containing fungal meroterpenoid biosynthesis2021

    • 著者名/発表者名
      劉 薇、白 桐暄、淡川孝義、阿部郁朗
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] PKS-NRPSシステムにおけるポリケタイド合成酵素の精密機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      文野伶音、森貴裕、淡川孝義、阿部郁朗
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 放線菌由来抗腫瘍活性化合物アルテミシジンの生合成機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      白井孝平、バラレナ、淡川孝義、森貴裕、阿部郁朗
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 微生物由来医薬品骨格生合成酵素の発掘とその利用2021

    • 著者名/発表者名
      淡川孝義
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然由来スルホンアミド抗生物質の生合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      淡川 孝義、バラ レナ、胡 志娟、何 海兵、Zhai Rui、森 貴裕、阿部 郁朗
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] 微生物二次代謝酵素の精密機能解析と物質生産に関する酵素工学研究2020

    • 著者名/発表者名
      淡川 孝義
    • 学会等名
      2020年度酵素工学研究会
    • 招待講演
  • [図書] パートナー天然物化学、アルカロイドおよびそのほかの含窒素化合物2021

    • 著者名/発表者名
      淡川 孝義
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      南江堂
  • [図書] Comprehensive Natural Products III: Chemistry and Biology, Chapter18 - Hapalindole-Type Alkaloid Biosynthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Awakawa, T., Liu, X.
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科天然物化学教室ホームページ

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~tennen/head.htm

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公開日: 2021-12-27  

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