インドールプレニル基転移酵素の動的立体構造基盤の確立と酵素触媒機能の拡張

2014 年度 実績報告書

• 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: 25108710
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 森田 洋行 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 教授 (20416663)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: アルカロイド / 酵素工学 / X線結晶構造解析 / 溶液NMR

研究実績の概要

CdpNPTは、ベンゾジアゼピンのインドール骨格３位をジメチルアリル化することにより、アスゾナレニンの生合成に関わると考えられている放線菌由来のインドールプレニル基転移酵素である。本酵素は溶液中で二量体を形成して約92 kDaの高分子量タンパク質となるため、NMR解析においては単量体化が必要であった。昨年度に引き続き、本酵素の２量体形成部位に位置するアミノ酸への変異導入を進めた結果、N152S/Q159S/R185S３重変異酵素とR136S/Q157S/D279G３重変異酵素が溶液中で単量体として存在できることを明らかにした。今後、これらをNMR測定に供することにより、CdpNPTの反応に伴う動的立体構造解析が可能になることが期待される。
また、CdpNPTにβ-カルボリン類のハルモールをDMAPPとともに作用させると、その６位が3-ジメチルアリル化された新規化合物を生成することが判明した。さらに、CdpNPTとハルモールとの２者複合体X線結晶構造の取得にも成功した。その結果、ハルモールは、本来の基質とは異なった配向でCdpNPTの活性中心キャビティ内に取り込まれる可能性が示唆された。本酵素の機能改変に有用なあらたな知見が得られたものと考えている。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Peptide synthesis cooperatively achieved by peptide ligase and ribosomes (2015)
  • 著者名/発表者名: 6.M. Noike, T. Matsui, K. Ooya, I. Sasaki, S. Ohtaki, Y. Hamano, C. Maruyama, J. Ishikawa, Y. Satoh, H. Ito, H. Morita, T. Dairi
  • 雑誌名: Nat. Chem. Biol. 巻: 11 ページ: 71-76
  • DOI: 10.1038/nchembio.1697
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for the formation of acylalkylpyrones from two β-ketoacyl units by the fungal type III polyketide synthase CsyB (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, D. Yang, T. Matsui, M. Hashimoto, H. Morita, I. Fujii, I. Abe
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 ページ: 5214-5225
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.626416
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preferential cytotoxicity of crude drugs used in Japanese Kampo medicines against human pancreatic cancer PANC-1 and PSN-1 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Lee, D.F. Dibwe, F. Li, H. Morita, Y. Tezuka
  • 雑誌名: Traditional & Kampo Medicine 巻: なし ページ: 1-8
  • DOI: 10.1002/tkm2.1016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preferential cytotoxic constituents of Andrographis paniculata and their preferential cytotoxicity against human pancreatic cancer cell lines (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Lee, H. Morita, Y. Tezuka
  • 雑誌名: Nat. Prod. Comm. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, and crystallization of a fungal type III polyketide synthase that produces the csypyrones (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Yang, D, T. Mori, T. Matsui, M. Hashimoto, H. Morita, I. Fujii, I. Abe
  • 雑誌名: Acta Cryst F 巻: 70 ページ: 730-733
  • DOI: 10.1107/S2053230X14008516
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Muchimangins G-J, Fully Substituted Xanthones with a Diphenylmethyl Substituent, from Securidaca longepedunculata (2014)
  • 著者名/発表者名: D.F. Dibwe, S. Awale, S. Kadota, H. Morita, Y. Tezuka
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 77 ページ: 1241-1244
  • DOI: 10.1021/np5000445
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new polyoxygenated cyclohexane and other constituents from Kaempferia rotunda and their cytotoxic activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Subehan, S. Lee, D.F. Dibwe, Y. Tezuka, H. Morita
  • 雑誌名: Nat. Prod. Res. 巻: 28 ページ: 1754-1759
  • DOI: 10.1080/14786419.2014.945175
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phytochemical investigation of the active constituents from Caesalpinia sappan on stimulation of osteoblastic cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Subehan, Y. Rifai, Mufidah, Ismail, M. Aswad, H. Morita
  • 雑誌名: Plant Biotech. 巻: 31 ページ: 505-509
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology. 14.0911a.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ゴシュユ由来新規Ⅲ型ポリケタイド合成酵素のcDNAクローニングと機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 児玉 猛、野口博司、阿部郁朗、森田洋行
  • 学会等名: 日本薬学会第１３５年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] New secondary metabolites, Kaempuchraols A-J from Rhizomes of Kaempferia pulchra and their antiproliferative activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Win Nwet Nwet、Ito Takuya、Aimaiti Simayijing、Morita Hiroyuki
  • 学会等名: 日本薬学会第１３５年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 穿心蓮中の栄養飢餓状態選択的な殺細胞活性成分 (2015)
  • 著者名/発表者名: 李 雪林、森田洋行、手塚康弘
  • 学会等名: 日本薬学会第１３５年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 新規ジアルキル縮合酵素のX線結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森貴裕、齋藤友理、下村康一郎、脇本敏幸、森田洋行、阿部郁朗
  • 学会等名: 日本薬学会第１３５年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Crystal structure analysis of the secondary metabolite enzymes promoted the production of new compounds for drug discovery (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 2014 Joint symposium of The Natural Prodcuts Research Institute at Seoul National University & The Institute of Natural Medicine at University of Toyama
  • 発表場所: 韓国 ソウル
  • 年月日: 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] インドールプレニル基転移酵素の動的立体構造基盤の確立と酵素触媒機能の拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 新学術領域研究生合成マシナリー 第8回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-06
• [学会発表] インドネシア産Caesalpinia sappanからの骨芽細胞増殖促進活性成分の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: Subehan、Rifai Y、Mufidah、Ismail、Aswad M．、森田洋行
  • 学会等名: 第20会天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-06
• [学会発表] ペプチド系抗生物質フェガノマイシンの生合成に見いだされた新規ペプチドライゲース PGM1 の結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井崇、大瀧翔太、野池基義、大利徹、森田洋行
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] リボソームと新規ペプチドライゲースによる協同的ペプチド生成機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義、松井崇、雄谷洸一、笹木郁雄、丸山千登勢、濱野吉一、石川淳、佐藤康治、伊藤肇、森田洋行、大利徹
  • 学会等名: 第56回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] Teleocidin類の生合成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森貴裕、淡川孝義、張驪駻、星野翔太郎、脇本敏幸、森田洋行、伊藤卓也、石川淳、阿部郁朗
  • 学会等名: 第56回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] インドールプレニル基転移酵素の動的立体構造基盤の確立と酵素触媒機能の拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 新学術領域研究生合成マシナリー 第7回公開シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [学会発表] 放線菌由来新規Pictet-Spengler反応触媒酵素McbBの構造機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐橋周作、森貴裕、森田洋行、阿部郁朗
  • 学会等名: 第29回年度日本放線菌学会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 放線菌由来新規インドールプレニルトランスフェラーゼTldCとMpnDのX線結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森貴裕、張驪駻、淡川孝義、脇本敏幸、森田洋行、阿部郁朗
  • 学会等名: 第29回年度日本放線菌学会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] 放線菌に見いだされた新規ペプチドライゲースは幅広い基質特異性を持つ (2014)
  • 著者名/発表者名: 野池基義、松井崇、佐藤康治、森田洋行、大利徹
  • 学会等名: 第29回年度日本放線菌学会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20