放線菌の生産するテンペン化合物に関する研究-新しい生理活性物質を求めて

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360067
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 瀬戸 治男 東京農業大学, 応用生物科学部・生物応用科学科, 教授 (10013335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 降旗 一夫 東京大学, 大学院・農学系研究科, 助手 (20219091) ; 須恵 雅之 東京農業大学, 応用生物科学部, 助手 (10328544)
• Keywords: メバロン酸経路 / 放線菌 / トリテルペン化合物 / helvolic acid / HMG-CoA reductase

Research Abstract

我々はすでにStreptomyces sp. CL190がメバロン酸経路の全遺伝子を有していることを証明している。そのうちの鑓酵素であるHMG-CoA reductase遺伝子の保存領域からプローブを作製し、これを利用してPCR法によりメバロン酸経路を保持している放線菌のスクリーニングを行った。使用したプローブは次の通りである。
pHMGF(5'-GGGCATCGCCGCGGACCCTCCTCGACGAGCG-3)
pHMGR(5'-GCGATGACGGCGAGGCGGCGGGCGTTCTC-3)
約1,000株の放線菌をスクリーニングした結果、23株の陽性株が得られた。次いで偽陽性株を排除するために、次のプローブを用いてPCRを行った。
pACTHR3 (5'-CTCCGGSAACTACTGCACGGACAAGAAGGC)
pACTHR4 (5'-GGMKAAGTAGAGGTCGCCGTCGCGGTCCTC)
その結果、メバロン酸経路を有する次の6株を得ることが出来た。
Streptomyces murius、Streptomyces violaseolatus、Streptomyces gelaticus、Streptomyces hygroscopicus、Streptomyces griseoviridis、Nocardia sp.
これらの菌株を培養し、菌体及び培養濾液の溶媒転溶画分を分析した結果、数種のトリテルペンと思われる化合物の単離に成功した。現在その構造解析が進行中である。また未同定の放線菌Streptomyces sp.からhelvolic acid(6β,16β-diacetoxy-3,7-dioxofusida-1,17(20)Z,24-trien-21-oic acid)と思われる抗菌抗生物質を単離した。本化合物はカビからの生産例は報告されているが、放線菌からの単離例は始めてである。

Research Products

• [Publications] S.Yajima, T.Nonaka, T.Kuzuyama, H.Seto, K.Osawa: "Crystal structure of 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase complexed with cofactors : implications of a flexible loop movement upon substrate binding"J. Biochem.. 131. 313-317 (2002)
• [Publications] Y.Hamano, T.Dairi, M.Yamamoto, T.Kuzuyama, N.Itoh, H.Seto: "Growth-phase dependent expression of the mevalonate pathway in a terpenoid antibiotic-producing Streptomyces strain"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66. 808-819 (2002)
• [Publications] T.Kuzuyama, S.Takahashi, T.Dairi, H.Seto: "Detection of the mevalonate pathway in Streptomyces species using the 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase gene"J. Antibiot.. 55. 919-923 (2002)
• [Publications] Y.Hamano, T.Kuzuyama, N.Itoh, K.Furihata, H.Seto, T.Dairi: "Functional analysis of eubacterial diterpene cyclases responsible for biosynthesis of a diterpene antibiotic-terpentecin"J. Biol. Chem.. 277. 37098-37104 (2002)
• [Publications] T.Kawasaki, Y.Hamano, T.Kuzuyama, N.Itoh, H.Seto, T.Dairi: "Interconversion of product specificity of type I eubacterial farnesyl diphosphate synthase and geranylgeranyl diphosphate synthase by one amino acid substitution"J. Biochem.. 133. 83-91 (2002)
• [Publications] T.Kuzuyama, H.Seto: "Diversity of the biosynthesis of the isoprene units"Natural Products Res.. 20. 171-183 (2003)