生理活性環状微生物テルペン類における生合成環化反応の全容解明と開発基盤研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13306009
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 佐々 武史 山形大学, 農学部, 教授 (80023456)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 及川 英秋 北海道大学, 農学部, 助教授 (00185175) ; 加藤 修雄 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50150537) ; 星野 力 新潟大学, 農学部, 教授 (30165542) ; 豊増 知伸 山形大学, 農学部, 助教授 (60272085) ; 大利 徹 富山県立大学, 生物工学研究センター, 助教授 (70264679)
• Keywords: ジテルペン / エリナシン / スクアレン / サイアタジエン / アフィジコリン / テルペンテシン / フシコクシン / 環化酵素遺伝子

Research Abstract

1.エリナシンの新たな生合成中間体の探索 ヤマブシタケ人工液体培養菌体から,エリナシン生合成中間体候補化合物として,新規物質で即最初の水酸化体のサイアタ-3,12-ジエン-3β-オールを分離し,構造を決定した。
2.細菌スクアレン環化酵素における基質メチル基認識機構 基質のメチル基認識部位の特定を目的に,C(10)ノルスクアレンアナログの環化酵素反応産物から,4〜5環性の6/5+5/5+(6)環系の新規テルペン骨格を見出した。
3.サイアタジエン類の合成研究 エリナシンのアグリコンである5/6/7-三環性サイアタジエン炭素骨格の合成計画を練り直し,新たな同炭素骨格の構築法を検討し,その立体選択的合成を進めている。
4.糸状菌のジテルペン環化酵素の反応機構の解明 酵素によるアフィジコリンの骨格構築に関する知見を得るために,一連の予想カチオンの反応を分子軌道計算で検証し,非酵素的反応の熱力学的安定性をよく説明した。
5.原核生物起源のジテルペン環化酵素遺伝子の解析 テルペンテシン生合成に関与する既得のジテルペン環化酵素の活性に必須なアミノ酸残基を同定するため,そのX線結晶解析を開始した。
6.菌類のジテルペン環化酵素遺伝子のクローニング 縮重プライマーを用いたRT-PCRにより,フシコクシン生産菌から6種のGGDP合成酵素遺伝子のクローニングに成功し,それらの周辺ゲノムDNA配列の分析を進めている。

Research Products

• [Publications] T.Hoshino: "Importance of the methyl group at C(10) of squalene for hopene biosynthesis and novel carbocyclic skeletons with 6/5+5/5+(6) ring system(s)"Org. Lett.. 4. 2553-2556 (2002)
• [Publications] T.Sato: "Functional analysis of tyr 420 and leu 607 of Alicyclobacillus acidocaldarius squalene-hopene cyclase"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 1660-1670 (2002)
• [Publications] 星野 力: "スクアレン環化酵-環化機構と非天然型トリテルペンの創製-"日本農芸化学会誌. 76・12. 1187-1190 (2002)
• [Publications] 加藤 修雄: "特異な生理活性菌類ジテルペン配糖体-フシコクシン,エリナシン-における初期生合成経路の解明と応用"日本農芸化学会誌. 76・12. 1202-1205 (2002)
• [Publications] 及川 英秋: "環化酵素を鍵としたジテルペンの酵素的全合成"日本農芸化学会誌. 76・12. 1199-1201 (2002)
• [Publications] Y.Hamano: "Functional analysis of eubacterial diterpene cyclases responsible for biosynthesis of a diterpene antibiotic terpentecin"J. Biol. Chem.. 277. 37098-37104 (2002)