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2012 年度 実績報告書

芳香族ポリケタイド生合成マシナリー再構築に向けた比較ゲノム機能解析

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 23108526
研究機関武蔵野大学

研究代表者

市瀬 浩志  武蔵野大学, 薬学研究所, 教授 (40282610)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード生合成 / ゲノム / ポリケイタイド / 放線菌
研究実績の概要

Streptomyces coelicolorの生産する actinorhodin (ACT) は、ベンゾイソクロマンキノン系抗生物質(BIQ)に属する芳香族ポリケタイドである。本研究では、既知のBIQ関連生合成遺伝子クラスター3種類に加えて、別種放線菌のゲノムドラフト解析を行い、比較ゲノム解析に供することを中核とする。
(1) ACT生合成において6位酸化反応の基質となる中間体6デオキシジヒドロカラファンギン(DDHK)を生産する遺伝子再構成株(CH999/pIJ5659)にactVA-ORF5、gra-21およびmed-7を導入し、得られた形質転換体の代謝産物を分析したところ、actVA-ORF5、gra-21を導入した株は8-hydroxy-DHKを生産するのに対し、med-7導入株はDHK生産を確認した。この結果、ActVA-ORF5とGra-21はDDHKの6位および8位を連続して酸化する二機能性モノオキシゲナーゼであり、Med-7は6位のみを酸化する単機能性であること、さらに、ACT生合成は二量化前に8位水酸化反応が進行することが示された。
(2) Streptmyces tanashiensis JCM4086株のゲノムドラフト解析を実施し、総コンティグ数1,912、総コンティグ塩基数9,202,482 bpを得た。配列情報はBIQ基本骨格形成に必須のketosynthase(ActI-ORF1)との相同性を基準に解析したところ、6個のコンティグ配列を見出すことに成功した。特に全長22kbを有する#823の中には、別種放線菌が生産するmedermycin(MED)の生合成遺伝子クラスターとほぼ同一配列であった。JCM4086株からMEDを生産する報告はこれまでなくバイオインフォマティクスから潜在的な菌代謝産物の生産性を予測できる有用な知見と考えられる。

現在までの達成度 (段落)

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

    (5件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Biosynthetic conclusions from the functional dissection of oxygenases for actinorhodin and related Streptomyces antibiotics2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Taguchi
    • 雑誌名

      Chemistry Biology

      巻: 20 ページ: 520-530

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2013.03.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the actinorhodin monomer and its related compound from a deletion mutant of the actVA4 gene of Streptomyces coelicolor A3(2)2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Taguchi
    • 雑誌名

      Bioorganic Medicinal Chemistry Letters

      巻: 22 ページ: 5041-5045

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.06.005

    • 査読あり
  • [学会発表] 芳香族ポリケタイド生合成解明に向けたStreptomyces tanashiensisのゲノム解析2013

    • 著者名/発表者名
      鶴見桜子
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2013-03-29 – 2013-03-29
  • [学会発表] Functional Analysis of Oxidative Tailoring Enzymes in the Biosynthesis of Aromatic Polyketides2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Ichinose
    • 学会等名
      The International Conference of Natural Product Biosynthesis 8th US-Japan Seminar: Enzymology・Structural Biology・Drug Discovery・Genome Mining
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2012-06-21 – 2012-06-21
  • [備考] 武蔵野大学薬学部・薬学研究所生薬化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.musashino-u.ac.jp/yakugaku/shoyakukagaku/index.html

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公開日: 2018-02-02  

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