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浅水 俊平先端バイオ工学研究センター准教授
研究活動情報
■ 受賞- 2023年03月 日本農芸化学会, 日本農芸化学会2023年度広島大会(第13回)トピックス賞, 放線菌におけるヒ素二次代謝経路に関する研究
- 2022年03月 日本農芸化学会, 日本農芸化学会2022年度京都大会(第12回)トピックス賞, 土壌微生物と共存する新規ウイルス様粒子の生物学的意義
- 2021年03月 日本農芸化学会, 日本農芸化学会2021年度仙台大会(第11回)トピックス賞, goadvioninにおける脂肪酸部位の生合成の解析
- 2018年03月 日本農芸化学会, 日本農芸化学会2018年度名古屋大会(第9回)トピックス賞, 新規labionen構造の形成に関与するlanthipeptide合成酵素の解析
- 2016年09月 日本放線菌学会, 浜田賞, 放線菌の窒素含有天然物生合成に関する研究
- 2016年03月 日本農芸化学会, 農芸化学奨励賞, 放線菌由来窒素含有天然生物活性物質の生合成に関する研究
- Covering: This review summarizes recent advances in the discovery, biosynthesis, and bioactivity of RiPP-derived lipopeptides, covering studies published up to 2024.Ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides (RiPPs) are a diverse superfamily of natural products unified by a common biosynthetic logic: The peptide backbone is genetically encoded, and the translated precursor peptide undergoes a series of post-translational modifications catalyzed by maturase enzymes to produce the final bioactive compound. Despite their structural complexity, RiPPs are encoded by relatively small biosynthesis gene clusters. RiPP maturase enzymes are diverse and often promiscuous, offering significant biotechnological potential. However, their lack of conserved features makes genome-based discovery of novel RiPPs challenging. Recent advances in biosynthetic understanding and genome mining techniques have led to the identification of numerous uncharacterized RiPP biosynthetic gene clusters, often flanked by genes encoding non-RiPP moieties, in microbial genomes. Leveraging this information, a new class of natural products, hybrids of RiPPs and non-RiPP elements, has recently been discovered. Among them, RiPPs bearing fatty acyl groups, referred to as RiPP-derived lipopeptides, represent a newly emerging class of lipopeptide natural products with significant antimicrobial activity.2025年07月, Natural product reports, 英語, 国際誌[査読有り][招待有り]研究論文(学術雑誌)
- Bacterial interactions can affect the production of secondary metabolites and, therefore, provide a promising approach to exploring new microbial compounds. In this study, we screened actinomycetes isolated from Hegura Island, Ishikawa Prefecture, Japan, to discover new antibiotics through combined-culture with Tsukamurella pulmonis TP-B0596. Three new phenazine-class antibiotics, griseoluteins T (1), C (2), and D (3), along with two known related metabolites, griseoluteic acid (4) and griseolutein A (5), were detected in both mono- and combined-cultures of Streptomyces seoulensis HEK131 with T. pulmonis at different production levels. Detailed spectroscopic analysis revealed that 1 contained a dihydrophenazine core, and was converted to 5 by accepting oxidation spontaneously. 1, containing a dihydrophenazine group, was relatively unstable under oxidative conditions, and the addition of ascorbate was required during the isolation of the compound. 2 and 3 were found to be cysteine-adducts analogous to 4, and their productivity was increased in the combined-culture. We further assessed the antibacterial activities of 1 against clinically significant Gram-positive pathogenic bacteria, including 30 methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), 27 vancomycin-resistant Enterococci (VRE), and 17 Clostridioides difficile. Notably, 1 was found to possess higher antibacterial activity against these microorganisms than several clinically important antibiotics, while displaying lower cytotoxicity against HeLa-S3 cells.2025年07月, The Journal of antibiotics, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Bacteria form consortia as integral components of diverse ecosystems, where they interact with various organisms. Within these communities, bacterial-bacterial communication plays a pivotal role by driving numerous specific interactions. A key aspect of this chemical communication is the production of secondary metabolites. Recent research demonstrates that interspecies interactions between microorganisms can serve as physiological triggers, activating silent biosynthetic gene clusters and leading to the synthesis of novel secondary metabolites by the interacting species. This review focuses on mixed cultivation strategies involving actinobacteria, with an emphasis on utilizing mycolic acid-containing bacteria such as Tsukamurella pulmonis as inducer organisms. It comprehensively examines recent advances striving to understand these bacterial interactions, specifically involving the ability of actinomycetes to recognize and respond to mycolic acid-containing bacteria to activate secondary metabolism. Furthermore, the genetic basis of secondary metabolism activation was explored and newly discovered secondary metabolites induced by actinobacteria-mycolic acid-containing bacteria co-culture were highlighted. Finally, the integration of combined-culture strategies with genetic engineering methods and the ecological relevance of actinobacteria-mycolic acid-containing bacteria interactions were discussed. These bacterial interactions provide an excellent model system for understanding the molecular mechanisms regulating secondary metabolism and could open new avenues for drug discovery.2025年06月, World journal of microbiology & biotechnology, 41(7) (7), 217 - 217, 英語, 国際誌[査読有り][招待有り]研究論文(学術雑誌)
- Nonribosomal peptides (NRPs), one of the most widespread secondary metabolites in nature, with therapeutically significant activities, are biosynthesized by modular nonribosomal peptide synthetases (NRPSs). Aryl acids contribute to the structural diversity of NRPs as well as nonproteinogenic amino acids and keto acids. We previously confirmed that a single Asn-to-Gly substitution in the 2,3-dihydroxybenzoic acid-activating adenylation (A) domain EntE involved in enterobactin biosynthesis accepts monosubstituted benzoic acid derivatives with nitro, cyano, bromo, and iodo functionalities at the 2 or 3 positions. Here, we showed that the mutant EntE (N235G) accommodates various disubstituted benzoic acid derivatives with halogen, methyl, methoxy, nitro, and cyano functionalities at the 2 and 3 positions and monosubstituted benzoic acid with an alkyne at the 3 position. Structural analysis of the mutant EntE (N235G) with nonhydrolyzable aryl-AMP analogues using 3-chloro-2-methylbenzoic acid and 3-prop-2-ynoxybenzoic acid revealed how bulky 3-chloro-2-methylbenzoic acid and clickable 3-prop-2-ynoxybenzoic acid are recognized by enlarging the substrate-binding pocket of the enzyme. When engineered EntE mutants were coupled with enterobactin and vibriobactin biosynthetic enzymes, 3-hydroxybenzoic acid-, salicylic acid-, and 3-bromo-2-fluorobenzoic acid-containing peptides were produced as early stage intermediates, highlighting the potential of NRP biosynthetic pathway engineering for constructing diverse aryl acid-containing metabolites.2024年12月, ACS chemical biology, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- An organo–ruthenium catalyst conjugated to albumin efficiently unmasks an alloc group under physiologically relevant conditions.Royal Society of Chemistry (RSC), 2024年04月, Organic & Biomolecular Chemistry, 22(15) (15), 2992 - 3000, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Combined-cultures involving mycolic acid-containing bacteria (MACB) can stimulate secondary metabolite (SM) production in actinomycetes. In a prior investigation, we screened Streptomyces coelicolor JCM4020 mutants with diminished production of SMs, specifically undecylprodigiosin (RED), which was enhanced by introducing the MACB Tsukamurella pulmonis TP-B0596. In this study, we conducted mutational analysis that pinpointed the sco1842 gene, which we assigned the gene name ccr1 (combined-culture related regulatory protein no. 1), as a crucial factor in the deficient phenotype observed in the production of various major SMs in S. coelicolor A3(2). Notably, the Ccr1 (SCO1842) homolog was found to be highly conserved throughout the Streptomyces genome. Although Ccr1 lacked conserved motifs, in-depth examination revealed the presence of a helix-turn-helix (HTH) motif in the N-terminal region and a helicase C-terminal domain (HCTD) motif in the C-terminal region in some of its homologs. Ccr1 was predicted to be a nucleoid-associated protein (NAP), and its impact on gene transcription was validated by RNA-seq analysis that revealed genome-wide variations. Furthermore, RT-qPCR demonstrated that ccr1 was transcriptionally activated in combined-culture with T. pulmonis, which indicated that Ccr1 is involved in the response to bacterial interaction. We then investigated Streptomyces nigrescens HEK616 in combined-culture, and the knockout mutant of the ccr1 homolog displayed reduced production of streptoaminals and 5aTHQs. This finding reveals that the Ccr1 homolog in Streptomyces species is associated with SM production. Our study elucidates the existence of a new family of NAP-like proteins that evolved in Streptomyces species and play a pivotal role in SM production.2024年, Frontiers in microbiology, 15, 1422977 - 1422977, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- American Chemical Society (ACS), 2023年08月, Journal of the American Chemical Society, 145(32) (32), 17863 - 17871, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Coupled with precursor-directed biosynthesis, activity-based protein profiling of non-ribosomal peptide synthetases provides rational guidance for the biosynthetic diversification of non-ribosomal peptides.Royal Society of Chemistry (RSC), 2023年08月, Chemical Communications, 59(62) (62), 9473 - 9476, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Contractile injection systems (CISs) are a large group of phage tail-like nanostructures conserved among bacteria. Despite their wide distribution, the biological significance of CISs in bacteria remains largely unclear except for a few unicellular bacteria. Here, we show that Streptomyces lividans-a model organism of filamentous Gram-positive bacteria with highly conserved CIS-related gene clusters-produces intracellular CIS-like nanostructures (Streptomyces phage tail-like particles [SLPs]) that affect phenotypes of this bacterium under hyperosmotic conditions. In contrast to typical CISs released from the cells, SLPs are localized in the cytoplasm of S. lividans. In addition, loss of SLPs leads to (i) delayed erection of aerial mycelia on hyperosmotic solid medium and (ii) decreased growth during the transition from exponential growth phase to stationary phase in hyperosmotic liquid medium. Localization of fluorescent protein-tagged SLPs showed partial correlation with cell wall synthesis-related proteins, including MreB, an actin-like cytoskeleton protein. Our pulldown assay and subsequent quantitative proteome analysis also suggest that 30S ribosomal proteins and cell wall-related proteins, including MreB, are coeluted with SLPs. Furthermore, an interaction assay using the recombinant proteins revealed a direct interaction between a sheath protein of SLP and ribosomal protein S16. Results of cross-linking experiments show indirect interactions between SLPs and translation elongation factors. These findings collectively suggest that SLPs are directly or indirectly associated with a protein interaction network within the cytoplasm of S. lividans and that SLP loss ultimately affects the susceptibility of the bacterium to certain stress conditions. IMPORTANCE Recent bioinformatic analyses have revealed that CIS-related gene clusters are highly conserved in Gram-positive actinomycetes, especially members of the genus Streptomyces known for their ability to produce therapeutic antibiotics. While typical CISs are released from the cells and can act as protein translocation systems that inject effector proteins into the target cells, our results indicate the unique intracellular localization of SLPs, CIS-related nanostructures produced by S. lividans. In addition, the direct and indirect interactions of SLPs with cytoplasmic proteins and SLP localization within specific regions of mycelia suggest that the biological significance of SLPs is related to intracellular processes. Further, SLP loss leads to increased susceptibility of S. lividans to osmotic stress, suggesting that production of these phage tail-like nanostructures ultimately affects the fitness of the bacterium under certain stress conditions. This work will provide new insight into the phage tail-like nanostructures highly conserved in Streptomyces species.2023年06月, mSphere, 8(3) (3), e0011423, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Ribosomally synthesized and posttranslationally modified peptides (RiPPs) with polar-functionalized fatty acyl groups are newly found lipopeptide-class natural products. We recently employed a combined approach of genome mining and stable isotope labeling and discovered solabiomycins as one of the polar-functionalized fatty-acylated RiPPs (PFARs) from Streptomyces lydicus NBRC13058. The solabiomycins contained a characteristic sulfoxide group in the labionin moiety referred to as the 'solabionin' structure for the RiPP moiety. A previous gene knockout experiment indicated that solS, which encodes a putative flavin adenine dinucleotide (FAD)-nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) (NAD(P))-binding protein, is involved in the sulfoxidation of an alkyl sulfide in the solabionin. In this study, we isolated deoxysolabiomycins A and B from ΔsolS mutant and fully determined the chemical structures using a series of NMR experiments. We also tested the bioactivity of deoxysolabiomycins against Gram-positive bacteria, including Mycolicibacterium smegmatis, and notably found that the sulfoxide is critical for the antibacterial activity. To characterize the catalytic activity of SolS, the recombinant protein was incubated with a putative substrate, deoxysolabiomycins, and the cofactors FAD and NADPH. In vitro reactions demonstrated that SolS catalyzes the sulfoxidation, converting deoxysolabiomycins to solabiomycins.2023年06月, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 89, 129323, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Streptomyces spp. are well-known producers of bioactive secondary metabolites (SMs) that serve as pharmaceutical agents. In addition to their ability to produce SMs, Streptomyces spp. have evolved diverse membrane transport systems to protect cells against antibiotics produced by itself or other microorganisms. We previously screened mutants of Streptomyces coelicolor that show a phenotype of reduced undecylprodigiosin (RED) production in a combined-culture with Tsukamurella pulmonis. Here, we identified a point mutation, which reduced RED production, by performing genome resequencing and genetic complementation. We found that inactivation of the sco1718 gene encoding the TetR family transcriptional regulator (TFR) produced a deficient phenotype for several SMs in Streptomyces coelicolor A3(2). In the genome of S. coelicolor A3(2), two other sets of TFR and two-component ATP-binding cassette (ABC) transporter genes (sco4358-4360 and sco5384-5382) were found which had similar effects on the phenotype for both secondary metabolism and antibiotic resistance. An electrophoretic mobility shift assay and quantitative reverse transcription-PCR experiments demonstrated that TFRs repressed the expression of each adjacent two-component ABC transporter genes by binding to the operator sequence. Notably, the Δsco1718 mutant showed increased resistance to several antibiotics of other actinomycete origin. Our results imply the switching of cell metabolism to direct offense (antibiotic production) or defense (efflux pump activation) using costly and limited quantities of cell energy sources (e.g., ATP) in the soil ecosystem. IMPORTANCE The bacterial metabolic potential to synthesize diverse secondary metabolites in the environment has been revealed by recent (meta)genomics of both unculturable and culturable bacteria. These studies imply that bacteria are continuously exposed to harmful chemical compounds in the environment. Streptomyces spp. contain antibiotic efflux pumps and SM biosynthetic gene clusters. However, the mechanism by which soil bacteria, including Streptomyces, survive against toxic compounds in the environment remains unclear. Here, we identified three sets of TFR-ABC transporter genes in Streptomyces coelicolor A3(2). We found that each TFR controlled the expression of respective ABC transporter, and the expression of all ABC transporters negatively impacted SM production and increased antibiotic resistance. Notably, bioinformatic analysis indicated that these TFR-ABC transporter gene sets are highly conserved and widely distributed in the genome of Streptomyces species, indicating the importance of systematic regulation that directs antibiotic production and xenobiotic excretion.2023年05月, Applied and Environmental Microbiology, 89(3) (3), e0182222, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Acarbose, a pseudotetrasaccharide produced by several strains of Actinoplanes and Streptomyces, is an α-glucosidase inhibitor clinically used to control type II diabetes. Bioinformatic analysis of the biosynthetic gene clusters of acarbose in Actinoplanes sp. SE50/110 (the acb cluster) and Streptomyces glaucescens GLA.O (the gac cluster) revealed their distinct genetic organizations and presumably biosynthetic pathways. However, to date, only the acarbose pathway in the SE50/110 strain has been extensively studied. Here, we report that GacI, one of the proteins that appear to be different between the two pathways, is a bifunctional glycosyltransferase family 5 (GT5)-phosphatase (PP) enzyme that functions at two different steps in acarbose biosynthesis in S. glaucescens GLA.O. In the acb pathway, the GT and the PP reactions are performed by two different enzymes. Truncated GacI proteins having only the GT or the PP domain showed comparable catalytic activity with the full-length GacI, indicating that domain separation does not significantly affect their respective catalytic activity. GacI, which is widely distributed in many Streptomyces, represents the first example of naturally occurring GT5-PP bifunctional enzymes biochemically characterized.American Chemical Society (ACS), 2022年11月, Biochemistry, 61(22) (22), 2628 - 2635, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Ribosomally synthesized and posttranslationally modified peptides (RiPPs) with polar-functionalized fatty acyl groups are a rarely found untapped class of natural products. Although polar-functionalized fatty-acylated RiPPs (PFARs) have potential as antimicrobial agents, the repertoire is still limited. Therefore, expanding the chemical space is expected to contribute to the development of pharmaceutical agents. In this study, we performed genome mining and stable isotope-guided comparative metabolomics to discover new PFAR natural products. We focused on the feature that PFARs incorporate l-arginine or l-lysine as the starter unit of the fatty acyl group and fed 13C6,15N4-l-arginine or 13C6,15N2-l-lysine to bacterial cultures. Metabolites were extracted and compared with those extracted from nonlabeled l-arginine or l-lysine fed cultures. We identified putative PFARs and successfully isolated solabiomycin A and B from Streptomyces lydicus NBRC 13 058 and albopeptin B from Streptomyces nigrescens HEK616, which contained a sulfoxide group in the labionin moiety. The gene disruption experiment indicated that solS, which encodes a putative flavin adenine dinucleotide (FAD)-nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) (NAD(P))-binding protein, is involved in the sulfoxidation of aryl sulfides. The solabiomycins showed antibacterial activity against Gram-positive bacteria, including Mycobacterium tuberculosis H37Rv with a minimum 95% inhibitory concentration (MIC95) of 3.125 μg/mL, suggesting their potential as antituberculosis agents.American Chemical Society (ACS), 2022年10月, ACS Chemical Biology, 17(10) (10), 2936 - 2944, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- To investigate the potential for secondary metabolite biosynthesis by Streptomyces species, we employed a coculture method to discover natural bioactive products and identified specific antibacterial activity from a combined-culture of Streptomyces hygroscopicus HOK021 and Tsukamurella pulmonis TP-B0596. Molecular networking using ultrahigh performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (UPLC-QTOF-MS/MS) data revealed a specific clade of metabolites in this combined-culture that were not detected in both monocultures. Using the chemical profiles, a previously unidentified conjugate between FabF inhibitor and catechol-type siderophore was successfully identified and named harundomycin A. Harundomycin A was a conjugate between the 2,4-dihydroxy-3-aminobenzoate moiety of platensimycin and N,N'-bis(2,3-dihydroxybenzoyl)-O-seryl-cysteine (bisDHBA-Ser-Cys) with a thioester linkage. Along with the production of harundomycin A, platensimycin, its thiocarboxylic acid form thioplatensimycin, enterobactin, and its degradation product N,N'-bis(2,3-dihydroxybenzoyl)-O-l-seryl-dehydroalanine (bisDHBA-Ser-Dha) were also induced in the combined-culture. Genomic data of S. hygroscopicus HOK021 and T. pulmonis TP-B0596 indicated that strain HOK021 possessed biosynthetic gene clusters for both platensimycin and enterobactin, and thereby revealed that T. pulmonis stimulates HOK021 and acts as an inducer of both of these metabolites. Although the harundomycin A was modified by bulky bisDHBA-Ser-Cys, responsible for the binding to the target molecule FabF, it showed a similar antibacterial spectrum to platensimycin, including against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin-resistant enterococci, suggesting that the pharmacophore is platensimycin. Additionally, Chrome Azurol S assay showed that harundomycin A possesses ferric iron-chelating activity comparable to that of enterobactin. Our study demonstrated the transformation of existing natural products to bifunctional molecules driven by bacterial interaction.American Chemical Society (ACS), 2022年09月, ACS Chemical Biology, 17(9) (9), 2664 - 2672, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2022年07月, PLoS One, 17(7) (7), e0270379, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Springer Science and Business Media LLC, 2022年05月, Scientific Reports, 12(1) (1), 7222, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2022年02月, The Journal of Antibiotics, 75(2) (2), 72 - 76, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2022年01月, ACS Chemical Biology, 17(1) (1), 207 - 216, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2021年10月, Scientific Reports, 11(1) (1), 20116, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2020年09月, Nature chemistry, 12(9) (9), 869 - 877, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2020年05月, Nature communications, 11(1) (1), 2272, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2020年04月, Symbiosis, 81, 1 - 13, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2019年09月, Angewandte Chemie (International ed. in English), 58(38) (38), 13486 - 13491, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2019年02月, Organic & Biomolecular Chemistry, 17(9) (9), 2370 - 2378, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 富山県高岡市産大麦麦芽より醸造に適した「とやま産まれの酵母」を分離した。本菌株はITS領域解析の結果,Saccharomyces cerevsiae NBRC2114(Kotobukiya whisky No. 1)に最も近い配列を有することが明らかとなった。清酒小仕込み試験による醸造特性解析の結果,とやま産まれの酵母のもろみ日数はK701よりも3日長くなったものの,両者の到達アルコール濃度はほぼ同じ18%であった。K701と比較し,有機酸組成では酢酸,リンゴ酸,コハク酸の含有量が顕著に異なっており,揮発性物質では高級アルコール含量が高く,エステル類の含量が低かった。アミノ酸度はとやま酵母の方が顕著に高かった。これらの性質が官能特性評価にも現れており,K701に比較して,酸味の違いや,旨み,重い,雑味などの味の多さに特徴がある個性的な酒質であった。公益財団法人 日本醸造協会, 2019年, 日本醸造協会誌, 114(10) (10), 645 - 653, 日本語
とやま産まれの酵母による実地醸造は成政酒造にて,これまでに5回行われており,試行錯誤の末,現在では比較的濃醇でキレのある酒質となっている。また,本酵母は野生酵母で特定の酒類醸造に特化した育種もなされていないため,富山県地域のクラフトビール,ワイン,ウイスキーの醸造にも利用されるに至っている。 - 2018年07月, The Journal of Antibiotics, 71(7) (7), 653 - 657, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2017年09月, Organic letters, 19(18) (18), 4992 - 4995, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Abstract Actinomycetes are a major source of bioactive natural products with important pharmaceutical properties. Understanding the natural enzymatic assembly of complex small molecules is important for rational metabolic pathway design to produce “artificial” natural products in bacterial cells. This review will highlight current research on the biosynthetic mechanisms of two classes of nitrogen-containing natural products, C7N aminocyclitols and bis-indoles. Validamycin A is a member of C7N aminocyclitol natural products from Streptomyces hygroscopicus. Here, two important biosynthetic steps, pseudoglycosyltranferase-catalyzed C–N bond formation, and C7-sugar phosphate cyclase-catalyzed divergent carbasugar formation, will be reviewed. In addition, the bis-indolic natural products indolocarbazole, staurosporine from Streptomyces sp. TP-A0274, and rearranged bis-indole violacein from Chromobacterium violaceum are reviewed including the oxidative course of the assembly pathway for the bis-indolic scaffold. The identified biosynthesis mechanisms will be useful to generating new biocatalytic tools and bioactive compounds.Informa UK Limited, 2017年05月, Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 81(5) (5), 871 - 881, 英語, 国際誌[査読有り][招待有り]研究論文(学術雑誌)
- 2017年04月, ACS Chemical Biology, 12(4) (4), 979 - 988, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2017年02月, Nature communications, 8, 14207, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2016年08月, Angewandte Chemie (International ed. in English), 55(35) (35), 10278 - 10282, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2016年02月, Chembiochem : a European journal of chemical biology, 17(3) (3), 218 - 223, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2015年11月, PLoS One, 10(11) (11), e0142372, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2015年09月, The Journal of Antibiotics, 68(9) (9), 594 - 597, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2015年05月, eLife, 4, e05919, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2015年04月, Organic letters, 17(8) (8), 1918 - 1921, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2014年07月, Biochemistry, 53(26) (26), 4250 - 4260, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2014年05月, Chemistry & Biology, 21(5) (5), 679 - 688, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2014年03月, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 78(3) (3), 394 - 399, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2013年09月, Chembiochem : a European journal of chemical biology, 14(13) (13), 1548 - 1551, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2012年11月, Chembiochem : a European journal of chemical biology, 13(17) (17), 2495 - 2500, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2012年10月, Chembiochem : a European journal of chemical biology, 13(15) (15), 2209 - 2211, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2012年09月, PLoS One, 7(9) (9), e44934, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2012年07月, Journal of the American Chemical Society, 134(29) (29), 12219 - 12229, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2011年11月, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 75(11) (11), 2184 - 2193, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2011年08月, Journal of the American Chemical Society, 133(31) (31), 12124 - 12135, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- American Chemical Society (ACS), 2009年05月, Journal of the American Chemical Society, 131(19) (19), 6748 - 6762, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Elsevier BV, 2008年03月, Journal of Biological Chemistry, 283(10) (10), 6459 - 6466, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Staurosporine isolated from Streptomyces sp. TP-A0274 is a member of the family of indolocarbazole alkaloids that exhibit strong antitumor activity. A key step in staurosporine biosynthesis is the formation of the indolocarbazole core by intramolecular C–C bond formation and oxidative decarboxylation of chromopyrrolic acid (CPA) catalyzed by cytochrome P450 StaP (StaP, CYP245A1). In this study, we report x-ray crystal structures of CPA-bound and -free forms of StaP. Upon substrate binding, StaP adopts a more ordered conformation, and conformational rearrangements of residues in the active site are also observed. Hydrogen-bonding interactions of two carboxyl groups and T-shaped π–π interactions with indole rings hold the substrate in the substrate-binding cavity with a conformation perpendicular to the heme plane. Based on the crystal structure of StaP–CPA complex, we propose that C–C bond formation occurs through an indole cation radical intermediate that is equivalent to cytochrome c peroxidase compound I [Sivaraja M, Goodin DB, Smith M, Hoffman BM (1989) Science 245:738–740]. The subsequent oxidative decarboxylation reaction is also discussed based on the crystal structure. Our crystallographic study shows the first crystal structures of enzymes involved in formation of the indolocarbazole core and provides valuable insights into the process of staurosporine biosynthesis, combinatorial biosynthesis of indolocarbazoles, and the diversity of cytochrome P450 chemistry.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007年07月, Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(28) (28), 11591 - 11596, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Elsevier BV, 2007年04月, Tetrahedron Letters, 48(16) (16), 2923 - 2926, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Elsevier BV, 2006年01月, Tetrahedron Letters, 47(4) (4), 473 - 475, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Oxford University Press (OUP), 2005年01月, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 69(9) (9), 1753 - 1759, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Abstract Chemical cross talks betweenMycolicibacterium septicumHEK138M andBacillus subtilis168 affect the bacterial morphology ofStreptomyces variegatusHEK138A. We found thatS. variegatusexhibits unusual hyphae branching by the bacterial interaction. We aimed to elucidate the mechanism by performing activity guided purification of substances that induce the unusual cell morphology. We found that pyrogallol, a redox active aromatic small molecule induced significant hyphae branching inS. variegatusand the activity was also observed in some of otherStreptomycesspecies. Interestingly, the pyrogallol activity was diminished by adding catalase, which broke down H2O2. To further confirm the involvement, H2O2was tested and similar activity which induced hyphal branching was observed. This indicates that reactive oxygen species (ROS) generated by redox-active compound (RAC) is the inducing factor of hyphae branching. Further investigation revealed that pyrogallol was generated by NahG enzyme homolog ofM. septicumusing 2,3-dihydroxybenzoic acid as substrate by heterologous expression inE. coli. Moreover, co-culture with gene knock-out mutants revealed that 2,3-dihydroxybenzoic acid was supplied byB. subtilisproduced as intermediate of bacterial siderophore bacillibactin. Since the hyphae branching of vegetative mycelium can increase the density of filamentous network and consequently help secure the milieu in soil, our results suggested that those filamentous soil bacteria use ROS which can be supplied from plant derived RAC as a signal. As those RAC ubiquitously exist in soil environment, the system will be beneficial for sensing the nutrient sources in addition to the generally considered defensive response to oxidative stress. Importance The characterization of interactions between three or more bacteria are lacking as these interactions are visually imperceptible in general. Our current study revealed changes of morphological behavior by the bacterial interaction. This study showed that hydrogen peroxide generated by redox-active compound derived from a breakdown product of siderophore can significantly increase the number of hyphae tip extension in filamentous bacteria. Our result implies the existence of oxidative response system using a low amount of reactive oxygen species as an integrated signal to sense the plant-derived carbon source by the filamentous soil bacteria. As a result of sensing, filamentous soil bacteria may decide whether the hypha tip should be extended to further explore the area or increase the tips to densify filamentous network to monopolize the nutrients in the milieu.Cold Spring Harbor Laboratory, 2023年01月13日, bioRxiv
- 2020年12月, Institute for Fermentation, Osaka. Research Communications, (34) (34)ミコール酸含有細菌の接触刺激による放線菌二次代謝応答機構の変異ゲノム解析を用いた解明
- 2020年06月15日, Journal of Environmental Biotechnology (Web), 20(1) (1)物理的接触が介在する放線菌二次代謝誘導
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 167 - 177, 日本語新規ラビオネン構造の形成に関与するランチペプチド合成酵素の解析—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 87 - 94, 日本語ミコール酸含有細菌に対する放線菌二次代謝応答機構の網羅的転写解析—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 95 - 104, 日本語重イオンビーム変異導入法によるTsukamurella pulmonisへの赤色色素非生産応答性Streptomyces coelicolor突然変異株の解析—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 129 - 139, 日本語ゴードスポリン作用機構の解析—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 141 - 154, 日本語In vitro再構成系を用いたゴードスポリン生合成酵素の解析と合理的な類縁体設計—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 155 - 166, 日本語ゲノム探索による32員環新規チオペプチドラクタゾールの発見—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 117 - 127, 日本語放線菌複合培養液からの抗生物質-シデロフォア連結化合物の発見—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 73 - 86, 日本語ミコール酸含有細菌死菌体は放線菌の二次代謝を誘導しない—平成24年度寄付講座助成
- 大阪 : 発酵研究所, 2018年12月20日, Research communications = 発酵研究所研究報告, (32) (32), 105 - 115, 日本語複合培養を用いた新規アルカロイドの同定と生合成に関する研究—平成24年度寄付講座助成
- 異属間相互作用により誘導される放線菌の特殊代謝—特集 微生物の「声」が聴きたくて…単細胞生物のコミュニケーションスキルコレクション : 国立国会図書館デジタルコレクション > 電子書籍・電子雑誌 > 学術機関 > 学協会吹田 : 日本生物工学会, 2018年, 生物工学会誌 / 日本生物工学会 編, 96(8) (8), 457 - 460, 日本語
- 2017年06月, Actinomycetologica, 31(1) (1), S30 - S40, 国際共著していないExploiting the potential of biosynthesis of natural products by actinomycetes: bacterial interaction-driven natural product discovery and biosynthetic machinery[招待有り]
- 日本生物工学会, 2015年08月25日, 生物工学会誌 : Seibutsu-kogaku Kaishi, 93(8) (8), 489, 日本語もう無視できない天然物資源(バイオミディア)
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2024年07月, 英語, Combined-cultures involving mycolic acid-containing bacteria (MACB) can stimulate secondary metabolite (SM) production in actinomycetes. In a prior investigation, we screened Streptomyces coelicolor JCM4020 mutants with diminished production of SMs, specifically undecylprodigiosin (RED), which was enhanced by introducing the MACB Tsukamurella pulmonis TP-B0596. In this study, we conducted mutational analysis that pinpointed the sco1842 gene, which we assigned the gene name ccr1 (combined-culture related regulatory protein no. 1), as a crucial factor in the deficient phenotype observed in the production of various major SMs in S. coelicolor A3(2). Notably, the Ccr1 (SCO1842) homolog was found to be highly conserved throughout the Streptomyces genome. Although Ccr1 lacked conserved motifs, in-depth examination revealed the presence of a helix-turn-helix (HTH) motif in the N-terminal region and a helicase C-terminal domain (HCTD) motif in the C-terminal region in some of its homologs. Ccr1 was predicted to be a nucleoid-associated protein (NAP), and its impact on gene transcription was validated by RNA-seq analysis that revealed genome-wide variations. Furthermore, RT-qPCR demonstrated that ccr1 was transcriptionally activated in combined-culture with T. pulmonis, which indicated that Ccr1 is involved in the response to bacterial interaction. We then investigated Streptomyces nigrescens HEK616 in combined-culture, and the knockout mutant of the ccr1 homolog displayed reduced production of streptoaminals and 5aTHQs. This finding reveals that the Ccr1 homolog in Streptomyces species is associated with SM production. Our study elucidates the existence of a new family of NAP-like proteins that evolved in Streptomyces species and play a pivotal role in SM production.複合培養中で活性化されるStreptomyces属に高度に保存されるNAP様蛋白質遺伝子ccr1は広く二次代謝に影響する因子である
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2024年放線菌の酸化ストレス応答が関与するピロガロール誘導型分岐形成機構
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2024年複合培養における色素生産応答に関わる遺伝子群の機能解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2024年複合培養における色素生産応答に関わるsco1842遺伝子の機能解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2024年De novo RiPPs創薬を志向した非天然チオペプチド発酵生産系の確立
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2024年細菌細胞内に局在するファージ尾部様粒子が有する推定エフェクタータンパク質の同定
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2024年放線菌におけるsigRを介した酸化ストレス応答のピロガロール誘導型分岐形成への関与
- 日本生物工学会大会講演要旨集, 2024年RiPP創薬を志向する非天然環状ペプチドの発酵生産
- 日本微生物生態学会大会(Web), 2023年11月宿主細胞のストレス応答に関連づけられたファージ尾部様粒子の発見とその生態学的影響の示唆
- 日本微生物生態学会大会(Web), 2023年11月自然環境からのシグナル:ピロガロールを介した放線菌の分枝形成と環境応答について
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2023年09月微生物間化学コミュニケーションが促進する放線菌の分枝応答
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2023年09月放線菌に分布する有機ヒ素二次代謝経路の開拓
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2023年09月Labioninへの酸素添加は抗菌活性を向上させる
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2023年03月Streptomyces属の二次代謝に関与する属内高度保存遺伝子の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2023年03月新規solabionin骨格の形成に関わる酸化還元酵素の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2023年03月放線菌に保存されたファージ尾部様粒子の機能および局在解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2023年03月放線菌におけるヒ素二次代謝経路に関する研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2022年09月セカンドメッセンジャー・c-di-GMPを介した放線菌薬物排出機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2022年09月同位体取込みを指標としたメタボロミクスによる極性官能基含有脂肪酸含有天然物の発見
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2022年09月放線菌が生産する有機ヒ素二次代謝産物に関する研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2022年09月高度に保存されたウイルス関連遺伝子群に着目した放線菌-異種微生物間相互作用の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2022年09月RiPPs前駆体遺伝子の転写ターミネーターに注目したチオペプチド異種生産系の検討
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2022年03月土壌微生物と共存する新規ウイルス様粒子の生物学的意義
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2022年03月放線菌に対して生育阻害や二次代謝・胞子形成誘導を起こすペプチド系抗生物質goadsporinの作用機構解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2022年03月セカンドメッセンジャー・c-di-GMPを介した放線菌薬物排出機構の発見
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2022年03月新規な放線菌分枝誘導物質の発見
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2022年03月新規リポランチンの単離同定
- 日本農芸化学会中部支部例会講演要旨集(Web), 2021年11月放線菌の二次代謝を中心に見た土壌微生物の関わり合い
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2021年03月複合培養におけるStreptomyces coelicolorのRED生産遅延に関与するTetR型転写制御因子の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2021年03月ゴードスポリンがStreptomyces lividansの生産するタンパク質及び生育,二次代謝に与える影響
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2021年03月放線菌にコブ状形態を誘導するピロガロールの解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2021年03月goadvioninにおける脂肪酸部位の生合成の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月薬剤排出様ABCトランスポーターの高発現による複合培養における二次代謝生産応答の遅延機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月放線菌に広く保存されたファージ尾部様粒子のイメージング解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月枯草菌とミコール酸含有細菌によって共生産されるフェノール性化合物が放線菌の分枝を促進する
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月放線菌が生産する新規リポランチン類の探索
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月新規リボソーム翻訳型ペプチド/ポリケタイドハイブリッド化合物・ゴードビオニンの発見とその生合成
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月放線菌が生産する擬似糖鎖の網羅的生合成解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2021年09月放線菌に対して生育阻害や二次代謝・胞子形成誘導を起こすペプチド系抗生物質goadsporinの作用機構解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2021年03月RNA-seq解析に基づいた複合培養における二次代謝活性化機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2019年09月Streptomyces sp.HEK616とTsukamurella pulmonisとの複合培養での二次代謝活性化機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2019年09月自然共分離放線菌とミコール酸含有細菌の生態学的相互作用の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2019年09月GNAT superfamily,GdvGの広い基質認識を利用した新規リポペプチド創製
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2019年09月SRP(シグナル認識粒子)を分子標的とした新規抗生物質探索系の確立
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2019年03月放線菌の形態異常を引き起こす三種複合培養の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2019年03月複合培養におけるStreptomyces sp.HEK616による5aTHQの生産機構
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2019年03月複合培養における赤色色素生産非応答性変異株の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2019年03月複合培養により活性化される二次代謝遺伝子プロモーターの制御機構の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2019年03月N-アセチルトランスフェラーゼ様酵素がポリケチドとランチペプチドの新規結合反応を触媒する
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2018年09月ミコール酸含有細菌に対する二次代謝非応答性放線菌変異株の変異点の同定
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2018年09月godAプロモーターの複合培養に応答した転写活性化機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2018年09月自然共分離株Streptomyces variegatusとMycobacterium septicumの接触相互作用の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2018年03月Streptomyces sp.HOK021とTsukamurella pulmonisの組合せ培養からの新しい抗生シデロホアハイブリッド化合物の発見
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2018年03月異属細菌間の相互作用がもたらす放線菌特殊代謝
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2018年03月舳倉島自然土壌から共分離された放線菌とミコール酸含有細菌の相互作用
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2018年03月二次代謝誘導ペプチドgoadsporinの作用機構
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2018年03月新規labionen構造の形成に関与するlanthipeptide合成酵素の解析
- 日本薬学会年会要旨集(CD-ROM), 2018年複合培養法を利用した希少放線菌からの生物活性物質探索
- 天然有機化合物討論会講演要旨集(Web), 2018年微生物の複合培養で得られる5aTHQの膜親和性と生物活性
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2017年09月自然土壌から共分離された放線菌とミコール酸含有細菌の相互作用の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2017年09月複合培養によって生産されるテトラヒドロキノリン化合物の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2017年09月Goadsporinとそのターゲットタンパク質Ffhの相互作用の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2017年09月RiPP-polyketideハイブリッド化合物の生合成に関与するGNAT型アシル基転移酵素の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2017年03月ミコール酸含有細菌に対する放線菌の網羅的転写応答解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2017年03月複合培養における放線菌の二次代謝活性化に関与する遺伝子のイオンビームを用いた逆遺伝学的解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2017年03月新規RiPPs-ポリケタイドハイブリッド化合物の生合成経路解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2017年03月薬剤ターゲットをFfhとするゴードスポリンの新規作用機構解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2017年03月試験管内完全合成系によるゴードスポリン生合成経路の解析とデザイナーアナログ創製
- 日本生物工学会大会講演要旨集, 2017年放線菌の眠れる二次代謝を呼び覚ます!-異属細菌間での競合と協調-
- 食品薬学シンポジウム講演要旨集, 2017年複合培養法を用いた希少放線菌からの医薬品資源探索
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月重イオンビーム遺伝子変異導入法を用いた複合培養による放線菌の二次代謝活性化に関与する遺伝子の探索
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月複合培養におけるStreptomyces coelicolor A3(2)の経時的トランスクリプトーム解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月放線菌由来の窒素含有天然物生合成に関する研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月新規ポリケタイド-RiPPsハイブリッド化合物の生合成研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月無細胞翻訳後系を利用したゴードスポリン生合成経路の再構成と新奇アナログの創製
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2016年09月無細胞翻訳系を用いたラクタゾールの試験管内再構成系の確立
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2016年03月複合培養特異的に生産されるテトラヒドロキノリン生合成遺伝子の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2016年03月RNA-seqによるミコール酸含有細菌に対するStreptomyces coelicolor A3(2)の応答解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2016年03月二次代謝誘導物質ゴードスポリン作用機構の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2016年03月ゴードスポリンの酵素的全合成
- 日本薬学会年会要旨集(CD-ROM), 2016年脂質結合性天然物の活用-放線菌複合培養液より見出した新規アルカロイド群に関する研究
- 天然薬物の開発と応用シンポジウム講演要旨集, 2016年微生物の複合培養で得られる5aTHQとstreptoaminalの構造と機能
- 日本農芸化学会関東支部講演要旨集, 2016年放線菌由来窒素含有天然生物活性物質の生合成に関する研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2015年09月複合培養における放線菌とミコール酸含有菌の生死で異なる相互作用
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2015年09月二次代謝誘導物質ゴードスポリン作用機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2015年09月Streptomyces sp.TP-A0584由来ゴードスポリン生合成の試験管内再構成系の確立
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2015年03月二次代謝誘導物質ゴードスポリンの作用機構の解析
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2015年03月goadsporin生合成機構を利用したgoadsporin倍加ペプチドの生産
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2015年03月複合培養における放線菌二次代謝の誘導要因の探索
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2015年03月Streptomyces sp.TP-A0584株由来ゴードスポリン生合成のin vitro再構成
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2015年03月Streptomyces sp.TP-A0584由来ランチペプチド系化合物のゲノムマイニングによる同定
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2014年09月複合培養を利用した新規テトラヒドロキノリン類の単離とその生合成に関する研究
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2014年09月死細胞は放線菌の二次代謝を複合培養において誘導しない
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2014年03月複合培養において死細胞は放線菌の二次代謝を誘導しない
- 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2014年03月放線菌の複合培養法による新規テトラヒドロキノリン類の単離とその生合成
- 天然有機化合物討論会講演要旨集(Web), 2014年ゲノム探索が明らかにした新規32員環チオペプチド,ラクタゾールの構造と生合成
- 日本農芸化学会関東支部講演要旨集, 2014年異属細菌による放線菌二次代謝産物の誘導
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2013年二次代謝誘導物質ゴードスポリン耐性化機構の解析
- 日本放線菌学会大会講演要旨集, 2013年複合培養に応答するgodAプロモーター領域の解析
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 公益財団法人発酵研究所(IFO), 2024年04月 - 2026年03月放線菌の分枝発生メカニズムの解析と応用
- 2024年度 ノボザイムズ ジャパン研究ファンド, 2024年01月 - 2024年12月酵素プロミスキュイティと生合成工学的手法を用いた非天然 RiPP型リポペプチドの生合成
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 東京大学, 2018年04月01日 - 2021年03月31日シデロマイシンはシデロフォアと抗生物質が連結した化合物である。放線菌Streptomyces sp. HOK021はミコール酸含有細菌Tsukamurella pulmonis TP-B0596との複合培養特異的に、脂肪酸合成酵素阻害剤であるプラテンシマイシンとカテコール型シデロフォアであるエンテロバクチン様構造がチオエステル架橋によって連結したシデロマイシン様キメラ抗生物質を蓄積した。本研究では、生産菌のゲノム解析からHDMの生合成機構に関する知見、既存のシデロマイシン類の質量分析における物理化学特性に関する知見を得た。新規シデロマイシン系抗生物質の探索研究への応用が期待できる。
- 公益財団法人発酵研究所(IFO), 2018年04月 - 2020年03月, 研究代表者ミコール酸含有細菌の接触刺激による放線菌二次代謝応答機構の変異ゲノム解析を用いた解明
- 公益財団法人野田産業科学研究所, 2018年04月 - 2019年03月, 研究代表者放線菌由来シデロマイシン系抗生物質の生合成及び作用機作解析
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 東京大学, 2016年04月01日 - 2018年03月31日放線菌は医農薬として利用される有用天然物の生産者であり、近年のゲノム解析から一菌株当り20以上の有用天然物を生産する能力があることが示唆されている。本課題ではミコール酸含有細菌による放線菌休眠二次代謝遺伝子の活性化機構に関わる遺伝子の同定を目的に研究を行った。共培養時の網羅的転写再解析の結果、放線菌転写変動遺伝子の数は8時間で全遺伝子の約2割にも及んだ。また、非応答性の放線菌変異株スクリーニングを行い、現在16株のゲノムリシーケンスからいくつかの二次代謝産物生産に関わる変異遺伝子の同定に至った。今後の更なる解析により活性化の分子機構を明らかにすることを現在目指している。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 東京大学, 2014年04月 - 2016年03月放線菌の二次代謝産物は医薬・農薬として利用されている。放線菌ゲノム解析から潜在的二次代謝遺伝子群が一菌株に20~40個存在する明らかになっている。本研究では放線菌に眠っている二次代謝遺伝子を覚醒させる手法として、放線菌とミコール酸含有細菌との共培養(複合培養)法に注目した。本課題では二次代謝遺伝子の活性化機構を明らかにするために、生産量が増大することが明らかになったゴードスポリンの生合成遺伝子に注目し、前駆体ペプチド遺伝子の発現プロモーターを明らかにした。この結果と網羅的転写解析の結果を考え合わせ、二次代謝産物の生産量の増加には細胞全体の一次代謝変化が一因となっていると考えられた。
- 公益信託荒木記念医学・生化学研究振興基金, 2014年04月 - 2015年03月, 研究代表者ミコール酸含有細菌による放線菌二次代謝活性化機構に関する研究
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 富山県立大学, 2008年 - 2009年インドロカルバゾール生合成機構の解明及び新規類縁体のコンビナトリアル生合成本研究は、微生物が生産する抗癌活性を有するビスインドール化合物に注目し、一つ目に、ビスインドール化合物生合成酵素のX線結晶構造に基づいたアミノ酸置換による新たな酵素機能の開発を目的とし、二つ目に、改変酵素を用いたビスインドール新規類縁体のコンビナトリアル生合成による環境負荷に配慮した生産法の確立を目的としている。これまでに、ビスインドール化合物の詳細な生合成機構を解明するために、スタウロスポリン生合成酵素StaPとビオラセイン生合成酵素VioEのX線結晶構造を明らかにし、StaPとVioEが担う詳細な反応機構を明らかにしている。一方で、明らかになったStaPとVioE反応機構から、アミノ酸置換により、それぞれの酵素反応を改変することは困難であることも示唆された。そこで本年度は、RebCのX線結晶構造に基づき、新たにスタウロスポリン生合成酵素StaCのアミノ酸置換を行い、in vitroでStaC酵素反応を改変することに成功した。StaCはStaPと協調してクロモピロリン酸からK252cを合成するモノオキシゲナーゼホモログである。本酵素の反応機構は未解明な部分が多いが、RebCのX線結晶構造中で基質ポケットを構成する二か所のアミノ酸残基をStaCに導入したところ、RebC型の活性と共に、抗癌剤として臨床開発試験中であるUCN-01の基本骨格である7-hydroxy-K252cを酵素的に生成することを見出した。UCN-01の有効な培養生産法はこれまでになかったことから、本改変StaC酵素を用いることで培養生産が改善出来る可能性が見出された。また、更にインドロカルバゾール化合物の骨格構造の多様性に貢献できると考えられる。競争的資金