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生産
Micromonospora属が生産する16員環マクロライド抗生物質mycinamicnとrosamicinの生合成に関与するチトクロームP450酵素MycG, RosCは単一酵素でありながら、多段階の酸化反応を行うユニークなP450酵素である。これらの酵素が如何にして多様な反応を触媒するのか、そして反応を制御することは可能であるのかを明らかにすべく、MycG, RosCの多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。
MycGが触媒する複数種類の酸化反応のうちの１つ酸化機能が低下したMycG変異体を取得した。変異体遺伝子のM. griseorubidaへの導入はmycinamicn生産性に影響を与えた。
放線菌のセシウム蓄積に関する研究
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。我々はキノコ生育土壌から分離した放線菌Streptomyces sp. K202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た。また、CsはK輸送系を介して取り込まれ、細胞内のポリリン酸に局在することが示唆されている。そこで、放線菌におけるCsの蓄積機構を解明するために、放線菌のモデル菌株の１つであるStreptomyces lividans TK24とStreptomyces sp. K202を用いてKチャネル、K移送系、ポリリン酸のCs蓄積への影響を検討している。さらに、これら放線菌に突然変異を誘発したところ、野生株と比較して10倍以上のCs耐性を示す株が取得された。現在、ゲノム解析によりCs耐性に関与する遺伝子の同定を進めている。
放線菌を探索源とした生物活性物質のスクリーニング
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。しかし、抗生物質に関しては、近年、新規骨格をもつ放線菌由来の報告が極度に減少し、現在用いられている抗生物質を代表とする細菌感染症治療薬に対する耐性菌が蔓延している。そこで、我々は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。また、上皮バリア機能不全により生ずる疾患の治療や研究のためのシード化合物の探索を目的とする培養細胞を用いたスクリーニングも進めている。
スクリーニング研究にてモンゴル原産植物Comarum salesowianumから分離したNUM-2625が新種放線菌Actinocatenispora comari sp. nov.であることを明らかにした。
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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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令和２年度 科学研究費 基盤研究(C)
(研究課題番号：19K05851)
研究課題：多機能型チトクロームP450酵素MycGの反応制御に向けた研究
(研究代表者：安齊 洋次郎)
研究補助金：900000円 (代表)
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2.
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令和２年度 科学研究費 若手研究
(研究課題番号：20K16034)
研究課題：天然物生合成に関与する同一部位多段階酸化型シトクロムP450酵素の反応機構と制御
(研究代表者：飯坂 洋平)
研究補助金：1600000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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1.
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安齊 洋次郎
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：日本放線菌学会 学術企画委員会 アドバイザー
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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 |
| 1 | | |
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|
2
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福本 敦
講師
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| | | |
| | | |
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1
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1
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飯坂 洋平
助教
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| | 1 | |
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1
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1
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| 計 |
0 | ／ | 1 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
2
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
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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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福本 敦
講師
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1
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飯坂 洋平
助教
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| 1 |
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|
1
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| 計 |
0 | 1 |
0 | 0 |
0 |
2
(0) |
0
(0) |
0
(0) |
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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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Yang S, DeMars II MD, GrandnerJM, Olson NM, Anzai Y†, Sherman DH, Hou KN.：
Computational-Based Mechanistic Study and Engineering of Cytochrome P450 MycG for Selective Oxidation of 16-Membered Macrolide Antibiotics.
Journal of the American Chemical Society
142
(42)
：17981
-17988
, 2020
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総説及び解説
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1.
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Iizaka Y＊†, Sherman DH, Anzai Y†：
An overview of the cytochrome P450 enzymes that catalyze the same-site multistep oxidation reactions in biotechnologically relevant selected actinomycete strains.
Applied Microbiology and Biotechnology
105
(7)
：2647
-2661
, 2021
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■ 著書
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1.
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安齊 洋次郎† 他：
第７版 薬科微生物学
1-295.
丸善出版,
東京,
2021
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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†, 髙橋 あかり, 伊藤 みき乃, 酒井 美穂, 福本 敦†, 安齊 洋次郎†：
多機能型シトクロムP450酵素MycG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141年会,
広島,
2021/03
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2.
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◎福本敦†, 落合七海, 木間七海, 柴﨑諒, 飯坂洋平†, 安齊洋次郎†：
放線菌のセシウム耐性変異株の解析.
日本薬学会 第141年会,
広島,
2021/03
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