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2024 年度 実績報告書

ジテルペン合成酵素を用いた人工テルペン類の創製

公募研究

研究領域生体反応の集積・予知・創出を基盤としたシステム生物合成科学
研究課題/領域番号 23H04560
研究機関大阪公立大学

研究代表者

品田 哲郎  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30271513)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
キーワードテルペン合成酵素 / 非天然型基質 / ハイブリッド合成
研究実績の概要

放線菌の一種から見出されたジテルペン合成酵素、CotB2を用い、アミドやケトンを有する非天然型基質との反応から、新規人工テルペン類を創出するハイブリッド複雑分子合成に取り組んだ。思考実験によりデザインした非天然型基質について、ドッキング計算を行い、環化が進行しうるかどうかを予測した。その結果、ケトンやアミドを含む基質が環化する可能性が示された。予測をもとに、ゲラニオールから設計基質を合成した。それらを酵素とCotB2と反応させたところ、新規二環性の環状ラクタムおよび炭素環化合物が得られることを見出した。本結果は、ジテルペン合成酵素を用いて、アミドやケトンなどのカルボニル基を有する化合物を合成した初の例である。また、酵素反応生成物を化学修飾することによって、計13種類の複雑分子を創出することに成功した。酵素反応生成物の立体化学は天然物への誘導、及び、3環性化合物への化学変換とX-線結晶構造解析により明らかにした。新規化合物の一部について抗ガン活性試験を行い、中程度の活性を示す化合物を見出すことにも成功した。
領域内外の生合成化学研究者と活発な共同研究をした。具体的には、還元型プレニル側鎖を有するテルペン類の構造決定、アンブレイン誘導体の創製とそのビタミンD様活性、シラチオマイシンを構成する非天然型アミノ酸の生合成経路の解明、変形メンバロン酸経路の生合成機構の解析などの共同研究の成果を論文にまとめ報告した。多くの共同研究を展開したことで、領域の活性化に貢献できた。

現在までの達成度 (段落)

令和6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6年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2025 2024 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Isolation and structural determination of natural products bearing tetrahydrogenated isoprenoid side-chains at their ω-termini2025

    • 著者名/発表者名
      Abe Tohru、Katano Miyu、Otsuka Ikiru、Wakamatsu Nozomi、Takahashi Saya、Ueda Daijiro、Fukuda Eigo、Endo Seiya、Nishikawa Keisuke、Yasuno Yoko、Nakayama Atsushi、Shinada Tetsuro、Sato Tsutomu
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 23 ページ: -

    • DOI

      10.1039/D5OB00160A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Archaeal mevalonate pathway in the uncultured bacterium <i>Candidatus</i> Promineifilum breve belonging to the phylum Chloroflexota2024

    • 著者名/発表者名
      Kanno Kosuke、Kuriki Riko、Yasuno Yoko、Shinada Tetsuro、Ito Tomokazu、Hemmi Hisashi
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 90 ページ: -

    • DOI

      10.1128/aem.01106-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the Cirratiomycin Biosynthesis Gene Cluster in <i>Streptomyces Cirratus</i>: Elucidation of the Biosynthetic Pathways for 2,3‐Diaminobutyric Acid and Hydroxymethylserine2024

    • 著者名/発表者名
      Sakata Shunki、Li Jiafeng、Yasuno Yoko、Shinada Tetsuro、Shin‐ya Kazuo、Katsuyama Yohei、Ohnishi Yasuo
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 30 ページ: -

    • DOI

      10.1002/chem.202400271

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of vitamin D receptor binding affinities of enzymatically synthesized triterpenes including ambrein and unnatural onoceroids2024

    • 著者名/発表者名
      Ueda Daijiro、Matsuda Natsu、Takaba Yuka、Hirai Nami、Inoue Mao、Kameya Taichi、Abe Tohru、Tagaya Nao、Isogai Yasuhiro、Kakihara Yoshito、Bartels Florian、Christmann Mathias、Shinada Tetsuro、Yasuda Kaori、Sato Tsutomu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-024-52013-7

    • 査読あり
  • [学会発表] 含ハロゲンテルペンアナログの化学・酵素ハイブリッド合成2025

    • 著者名/発表者名
      福田瑛吾、黒崎飛優馬、前田尚輝、中山淳、葛山智久、品田 哲郎
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
  • [学会発表] ジテルペン合成酵素を用いた3,7,18-ドラベラトリエンの化学-酵素ハイブリッド合成2025

    • 著者名/発表者名
      丸野翔輝、中山淳、上田大次郎、佐藤努、品田哲郎
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
  • [学会発表] 枯草菌由来テルペン合成酵素を用いたFeselolの化学・酵素ハイブリッド合成2025

    • 著者名/発表者名
      2)遠藤聖也、中山淳、葛山智久、品田哲郎
    • 学会等名
      日本化学会第105春季年会
  • [学会発表] テルペン合成酵素を用いた人工テルペン類の創製2025

    • 著者名/発表者名
      品田哲郎
    • 学会等名
      学術変革領域(A) 予知生合成科学 第5回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] ジテルペン合成酵素CotB2を用いた非天然型化合物の合成2024

    • 著者名/発表者名
      11)遠藤聖也、福田瑛吾、堀建哉、葛山智久、品田哲郎
    • 学会等名
      第34回イソプレノイド研究会例会
  • [学会発表] ジテルペン合成酵素を用いた人工テルペンアナログの創製2024

    • 著者名/発表者名
      14)福田瑛吾、 遠藤聖也、 堀健哉、 藤原維吹、 丸野翔輝、 中山淳、 品田哲郎
    • 学会等名
      第19回FMODD全体会議・FMODD 10周年記念シンポジウム
  • [備考] 大阪公立大学 大学院理学研究科化学専攻 分子変換学研究室

    • URL

      https://www.omu.ac.jp/sci/chem-henkan/

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公開日: 2025-12-26  

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