薬学部 微生物学教室
Department of Microbiology
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■ 概要
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Micromonospora属放線菌の遺伝子組換えによる新規マクロライド抗生物質の創製
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Micromonospora rosariaが生産する16員環マクロライド抗生物質rosamicinの生合成には2種類のチトクロームP450酵素RosC, RosDが関与している。特にRosCはrosamicinのラクトン環構造protorosanolideに対して3段階の酸化反応を行うユニークなP450酵素であり、現在、詳細な機能解析を進めている。
16員環マクロライド抗生物質izenamicin生産菌Micromonospora sp. FERM BP-1076にmycinose生合成遺伝子を導入したTPMA0041株の培養液にプロピオン酸を添加することで、高い抗菌活性をもつmycinosyl-izenamicin B2 (TMC-016)を生産する。プロピオン酸はラクトン環の前駆体であり、methylmalonyl-CoAを介してラクトン環に取り込まれる。methylmalonyl-CoAはType-I PKS内のアシルトランスフェラーゼ(AT)領域により取り込まれ、AT領域の基質特異性はmycinosyl-izenamicin B2の生産性に大きく影響を与える。izenamicinおよびrosamicin生合成遺伝子の塩基配列の解析が終了し、現在、その機能の比較解析を進めている。
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Quorum Sensing 阻害を指標とした生理活性物質のスクリーニング
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放線菌は、抗生物質、免疫抑制剤、抗がん剤をはじめとする様々な構造の、様々な生理活性を持つ二次代謝産物を生産する菌株が多数含まれる。近年、新規骨格をもつ放線菌由来の生理活性物質の報告が極度に減少していること、現在用いられている細菌感染症治療薬に対する耐性菌の蔓延から、抗菌活性を持つ物質では無く、細菌の病原性遺伝子の発現に関与する細菌細胞間の情報伝達機構、quorum sensingを阻害する代謝産物（QSI）生産菌のスクリーニングに取り組んでいる。QSI生産菌のスクリーニングには新たにAgrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)を導入した。
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放線菌のセシウム蓄積に関する研究
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2011年の福島第一原子力発電所事故で放出された放射性Csによる環境汚染は東日本大震災により発生した多くの問題の中でも最も深刻な問題の１つである。放射性Csによる農作物等の汚染は、1986年のチェルノブイリ原子力発電所事故でも同様に確認され、特に野生キノコへの放射性Csの蓄積量は他の周辺植物と比べてより高い値であった。我々は土壌細菌である放線菌がキノコと同様に細胞内にCsを蓄積することを明らかにし、放線菌におけるCs蓄積経路を解明するためにKチャネル、K移送系のCs蓄積への影響を検討している。放線菌のモデル菌株の１つであるStreptomyces lividans TK24はK輸送系としてTrk移送系、Kdp移送系、KチャネルとしてKcsAをコードする遺伝子、更にkcsAの類似配列をもつ遺伝子などを保持する。一方、キノコ生育土壌から分離した放線菌Streptomyces sp. K202のゲノム解析を行ったところ、Trk移送系、Kdp移送系の遺伝子は確認出来たが、Kチャネルをコードする遺伝子はkcsA2遺伝子のみであった。現在、S. lividans TK24およびStreptomyces sp. K202のK輸送に関わると推定される遺伝子の欠損株を作成し、それら変異株のCs蓄積への影響を検討している。
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臨床分離緑膿菌のキノロン耐性に関する研究
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医療施設における院内感染症の原因菌として多剤耐性緑膿菌が問題となっている。特に緑膿菌感染症に汎用されてきたニューキノロン系抗菌薬シプロフロキサシンに耐性を持つ緑膿菌が問題となっている。緑膿菌臨床分離株約300株についてシプロフロキサシン、パズフロキサシン、アミカシン、メロペネムにたいする感受性を測定した。入院患者由来の緑膿菌株では多くのキノロン耐性株が存在することを確認した。PCRにより耐性株のgyrA, parCを増幅し、その塩基配列を決定した結果、耐性株の多くがgyrAだけ、またはgyrAとparCにアミノ酸置換を伴う変異を持つことが明らかとなった。更に、高度耐性株では、排出ポンプの調節遺伝子にも変異が認められ、複数の変異の重なりが高度な耐性を持つことが明らかになった。分離した高度耐性株はキノロン系薬剤以外の薬剤に対する耐性も同時に獲得している。臨床分離株No.286から派生した菌株の中にquorum sensingに関与することが知られているlasR遺伝子に変異が入った株を確認した。遺伝子相補株の取得とその菌株の性状の解析を行っている。
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■ Keywords
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放線菌, マクロライド, Micromonospora, セシウム, カリウム移送系, quorum sensing, Pseudomonas aeruginosa, 多剤耐性
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■ 当該年度の研究費受入状況
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1.
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平成26年度科学研究費 基盤研究(C)
研究課題：カルボキシル基形成に関与する多機能型チトクロームP450酵素の機能解明とその応用
(研究代表者：安齊洋次郎)
研究補助金：1000000円 (代表)
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■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
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■ 当該年度研究業績数一覧表
| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
| 和文 | 英文 |
和文 | 英文 |
国内 | 国際 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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安齊 洋次郎
教授
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4
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2
(2)
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福本 敦
助教
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2
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2
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飯坂 洋平 助教
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1
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2
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| 計 |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
3
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
2
(2) | ／ |
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| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
和
文 | 英
文 |
和
文 | 英
文 |
国
内 | 国
際 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
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安齊 洋次郎
教授
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2
(2)
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福本 敦
助教
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|
2
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飯坂 洋平 助教
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1
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| 計 |
0 | 0 |
0 | 0 |
0 |
3
(0) |
0
(0) |
2
(2) |
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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■ 刊行論文
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原著
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1.
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Bernard SM, Akey DL, Tripathi A, Park SR, Konwerski JR, Anzai Y†, Li S, Kato F†, Sherman DH, Smith JL：
Structural Basis of Substrate Specificity and Regiochemistry in the MycF/TylF Family of Sugar O-Methyltransferases.
ACS chemical biology
10
：1340
-1351
, 2015
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■ 学会発表
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国内学会
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1.
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◎太田登志子, 篠原夏実, 宮本萌, 渥美敬, 稲葉しずな, 大澤光喜, 北田 絢子, 福本敦†, 飯坂洋平†, 安齊洋次郎†, 加藤文男：
lasR遺伝子の変異による緑膿菌色素産生への影響.
日本薬学会 第136年会,
横浜,
2016/03
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2.
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◎福本敦†, 倉石和彰, 小島千佳, 石井翔, 下山航平, 庄司真季子, 飯坂洋平†, 安齊洋次郎†, 加藤文男：
Quorum sensing阻害物質を探索するためのスクリーニング系の比較.
日本薬学会 第136年会,
横浜,
2016/03
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3.
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◎飯坂洋平†, 先崎勇貴, 福本敦†, 加藤文男, 安齊洋次郎†：
Rosamicin生合成におけるカルボキシル基形成に関与する多機能型P450酵素RosCの機能解析.
日本薬学会 第136年会,
横浜,
2016/03
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4.
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◎福本 敦, 村上 京那, 安齊 洋次郎, 加藤 文男：
Quorum sensingを阻害する放線菌由来新規maniwamycin類について.
2015年度日本放線菌学会大会,
富山県,
2015/09
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