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、類似P450酵素である16員環マクロライド抗生物質tylosinの生合成に関与するP450酵素TylIも同様な活性を有することを確認した。現在、これらP450酵素の3段階酸化反応機構について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mycinamicin生合成のkey enzymeであるチトクロームP450酵素MycGのredox partner であるferredoxin とferredoxin reductaseの探索ならびにmycinamicin生産菌Micromonospora griseorubidaへの外来redox partner遺伝子の導入による新規mycinamicin誘導体の産生を試みている。
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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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臨床分離緑膿菌の薬剤耐性と病原因子に関する研究
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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ことが確認された株についてゲノム解析を行い、lasR遺伝子以外にも数個程度の塩基配列の違いを確認することが出来た。現在、それら変異と表現型との関係を検討している。
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Quorum Sensing 阻害を指標とした生物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、様々な生物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物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であるquorum sensingを阻害する代謝産物（QSI）生産菌のスクリーニングを進めている。
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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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2.
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私立大学研究ブランディング事業
研究課題：上皮バリア機構の不全により生じる疾患の克服を目指したブランディング事業
(研究分担者：安齊洋次郎)
研究補助金：1000000円 (分担)
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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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| | | 2 |
| | | |
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5
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2
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1
(1)
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福本 敦
講師
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| | 2 | 1 |
| | | |
| |
1
|
5
|
1
|
1
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飯坂 洋平
助教
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| | 1 | |
| | | |
| |
2
|
1
|
1
|
1
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| 計 |
0 | ／ | 3 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
3
(0) | ／ |
2
(0) | ／ |
1
(1) | ／ |
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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 |
|
安齊 洋次郎
教授
|
| |
| |
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1
(1)
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|
福本 敦
講師
|
| 2 |
| |
|
1
|
1
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飯坂 洋平
助教
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| 1 |
| |
|
2
|
1
|
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| 計 |
0 | 3 |
0 | 0 |
0 |
3
(0) |
2
(0) |
1
(1) |
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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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Iizaka Y＊†, Takeda R, Senzaki Y, Fukumoto A†, Anzai Y†：
Cytochrome P450 enzyme RosC catalyzes a multistep oxidation reaction to form the non-active compound 20-carboxyrosamicin.
FEMS microbiology letters
364
(12)
：fnx110
, 2017
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2.
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Benito P, Alonso-Vega P, Aguado C, Luján R, Anzai Y†, Hirsch AM, Trujillo ME：
Monitoring the colonization and infection of legume nodules by Micromonospora in co-inoculation experiments with rhizobia.
Scientific Reports
7
：110501
, 2017
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3.
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Fukumoto A†, Kim YP, Matsumoto A, Takahashi Y, Suzuki M, Onodera H, Tomoda H,
Matsui H, Hanaki H, Iwatsuki M, Ōmura S, Shiomi K：
Naphthacemycins, novel circumventors of β-lactam resistance in MRSA, produced by Streptomyces sp. KB-3346-5. I. The taxonomy of the producing strain, and the fermentation, isolation and antibacterial activities.
The Journal of Antibiotics
70
(5)
：562
-567
, 2017
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4.
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Fukumoto A†, Kim YP, Iwatsuki M, Hirose T, Sunazuka T, Hanaki H, Ōmura S, Shiomi K：
Naphthacemycins, novel circumventors of β-lactam resistance in MRSA, produced by Streptomyces sp. KB-3346-5. II. Structure elucidation.
The Journal of Antibiotics
70
(5)
：568
-573
, 2017
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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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◎飯坂 洋平†, 金井 大, 鈴木 智子, 丸山 結菜, 福本 敦†, 安齊 洋次郎†：
多機能型P450酵素RosCの多段階酸化反応に関与するアミノ酸残基の同定.
日本薬学会第138年会,
金沢,
2018/03
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2.
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◎福本 敦†, 木村 彰孝, 古川 真奈美, 三橋 紘乃, 溝口 愛弓, 飯坂 洋平†, 安齊 洋次郎†, 加藤 文男†：
放線菌が産生するnocardamine のquorum sensing 阻害活性について.
日本薬学会第138年会,
金沢,
2018/03
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3.
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◎達川 綾香, 岸本 拓也, 福本 敦†, 安齊 洋次郎†, 荒川 賢治：
Maniwamycinの生合成遺伝子クラスターの解析および生物活性.
日本農芸化学会2018年度大会,
名古屋,
2018/03
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4.
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◎國武博文, 岸本拓也, 達川綾香, 木梨陽康, 福本敦†, 安齊洋次郎†, 荒川賢治：
二次代謝生合成・制御系の合目的改変により取得したアゾキシアルケン化合物KA57-Aの生合成及び生物活性.
第59回天然有機化合物討論会,
札幌,
2017/09
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5.
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◎達川綾香, 岸本拓也, 福本敦†, 安齊洋次郎†, 荒川賢治：
特異生合成マシナリーの解明を目指したアゾキシアルケン化合物の構造および生合成遺伝子解析.
2017年度（第32回）日本放線菌学会大会,
長野,
2017/09
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6.
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◎飯坂洋平†, 福本敦†, 太田瑛文, 酒井藍, 桑原千雅子, 杉山英男, 加藤文男†, 安齊洋次郎†：
Streptomyces sp. K202 におけるK+チャネルKcsA2 とCs+の蓄積に関する研究.
2017年度（第32回）日本放線菌学会大会,
長野,
2017/09
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国際学会
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1.
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◎FUKUMOTO A†, IIZAKA Y†, KATO F†, ANZAI A†：
Maniwamycins: New Quorum-Sensing Inhibitors against Chromobacterium violaceum CV026 Were Isolated from Streptomyces sp. TOHO-M025.
18th International Symposium on the Biology of Actinomycetes,
Jeju, Korea,
2017/05
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2.
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◎IIZAKA Y†, FUKUMOTO A†, KATO F†, ANZAI Y†：
Effective Production of New Rosamicin Derivatives by Engineered Micromonospora rosaria Mutants with Disruption of a Cytochrome P450 Gene and Introduction of the D-mycinose Biosynthetic Genes.
18th International Symposium on the Biology of Actinomycetes,
Jeju, Korea,
2017/05
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