合成生物学的手法を基盤とする活性天然物の構造展開研究

基于合成生物学方法的活性天然产物结构开发研究

基本信息

  • 批准号:
    22H02775
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

モデル糸状菌である麹菌を宿主として、糸状菌と植物など異なる種の生合成経路を融合することで、多様な非天然型天然物の創製を目的として、麹菌での植物天然物の生合成経路の確立を目指した。バッタから分離したDisocosia属糸状菌のゲノム上に非リボソーム型ペプチド合成酵素のアデニル化ドメイン (Aドメイン) とペプチドキャリアタンパクドメイン (PCPドメイン) を有するユニークなポリケタイド合成酵素遺伝子diapAを見出し、機能解析を実施した。その結果、diapAは世界で初めてとなるIII型ポリケタイド合成酵素以外となるカルコン合成酵素であることを明らかにした。また、糸状菌では初となるカルコン合成酵素の発見に成功した。カルコンは植物のフラボノイドの共通前駆体であり、植物ではカルコン異性化酵素により2S-ナリンゲニンになったのちに多様なフラボノイド経路へと分岐する。そこで、本発見に基づいて、糸状菌内で、フラボノイド類の生合成プラットフォームを構築することとした。麹菌にdiapAを発現した形質転換株では、カルコンの生産が微量であり、開始基質であるp-ヒドロキシ安息香酸を添加すると生産量が増大した。麹菌内では、p-クマル酸からp-ヒドロキシ安息香酸への代謝経路が知られているものの、チロシンからp-クマル酸へ変換するチロシンアンモニアリアーゼ (TAL)が存在していない。そこで、酵母由来のTALを麹菌に導入し、開始基質をin vivoで供給する経路を構築することとした。すなわち、カルコン合成酵素遺伝子diapA、酵母由来TAL遺伝子および植物由来カルコン異性化酵素遺伝子を麹菌で今日発現した。その結果、植物フラボノイドの共通前駆体である2S-ナリンゲニンを選択的に生合成することに成功した。本成果は、植物および糸状菌経路を融合したフラボノイド創製のプラットフォームとなり得る。
以模型丝状真菌曲霉为宿主,我们旨在通过融合丝状真菌和植物等不同物种的生物合成途径来创造多种非天然的天然产物。我们在从蚱蜢分离的Disocosia丝状真菌的基因组中发现了diapA,这是一种独特的聚酮合酶基因,含有非核糖体肽合成酶腺苷酸化结构域(A结构域)和肽载体蛋白结构域(PCP结构域),并进行了功能分析。 执行。结果,diapA被证明是世界上第一个除III型聚酮化合物合酶之外的查尔酮合酶。他们还成功地在丝状真菌中发现了第一个查尔酮合酶。查耳酮是植物中黄酮类化合物的常见前体,在查耳酮异构酶的作用下转化为2S-柚皮素后,分支出多种黄酮类化合物途径。因此,基于这一发现,我们决定构建丝状真菌中黄酮类化合物的生物合成平台。在米曲霉中表达diapA的转化菌株中,仅产生少量查尔酮,并且当添加起始底物对羟基苯甲酸时,产量增加。尽管曲霉中从对香豆酸到对羟基苯甲酸的代谢途径是已知的,但将酪氨酸转化为对香豆酸的酪氨酸氨裂解酶(TAL)并不存在。因此,我们决定将酵母来源的TAL引入米曲霉中,并构建一条在体内提供起始底物的途径。即,查耳酮合酶基因diapA、源自酵母的TAL基因和源自植物的查耳酮异构酶基因如今在米曲霉中表达。结果,他们成功选择性地生物合成了 2S-柚皮素,这是植物类黄酮的常见前体。这一结果可以作为通过结合植物和真菌途径来创建类黄酮的平台。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biosynthetic study of an HMG-CoA synthase inhibitor hymeglusin using heterologous expression system
利用异源表达系统进行 HMG-CoA 合酶抑制剂 Hymeglusin 的生物合成研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    廣川瑞樹;森下陽平;塚田健人;菅原章公;尾﨑太郎;浅井禎吾
  • 通讯作者:
    浅井禎吾
Chaetophenol類の生合成研究
毛壳酚类生物合成研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松井洸人;塚田健人;青木優;菅原章公;尾﨑太郎;浅井禎吾
  • 通讯作者:
    浅井禎吾
合成生物学を基盤とする天然物の構造展開研究
基于合成生物学的天然产物结构开发研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Inagaki Sou;Suzuki Yoshiaki;Kawasaki Keisuke;Kondo Rubii;Imaizumi Yuji;Yamamura Hisao;浅井禎吾;浅井禎吾
  • 通讯作者:
    浅井禎吾
ε-ラクタム構造を有するpestalactam類の生合成研究
ε-内酰胺结构的Pestalactams生物合成研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石 悦;菅原 章公;尾﨑 太郎;浅井 禎吾
  • 通讯作者:
    浅井 禎吾
糸状菌遺伝子資源を活用する天然物探索研究
利用丝状真菌遗传资源的天然产物发现研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Inagaki Sou;Suzuki Yoshiaki;Kawasaki Keisuke;Kondo Rubii;Imaizumi Yuji;Yamamura Hisao;浅井禎吾
  • 通讯作者:
    浅井禎吾
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  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
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基于功能的筛选海洋天然产物生物合成的克隆和表达
  • 批准号:
    20810022
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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