薬学部 微生物学教室
Department of Microbiology
教授：
安齊 洋次郎
講師：
福本 敦
飯坂 洋平
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■ 概要
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Micromonospora属放線菌によるマクロライド系抗生物質の生合成機構の解明とその応用
Micromonospora属が生産する16員環マクロライド系抗生物質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特徴を有する。我々はこれらの酵素のアミノ酸残基を改変することで多段階酸化反応が制御可能であることを明らかにした。これらの変異体を生産菌で再構成することで希少な生合成中間体を効率的に生産させることができる。現在はMycG、RosCが多様な酸化修飾を可能とするメカニズムを明らかにすべく、詳細な機能解析を進めている。
また、異種生合成遺伝子の導入によるハイブリッド型マクロライド系抗生物質の生産系の確立を検討している。
放線菌のセシウム蓄積及び耐性に関する研究
チェルノブイリ原子力発電所や福島第一原子力発電所の事故で放出された放射性Csは土壌に蓄積し、深刻な環境汚染を引き起こしている。放射性Csの農作物等への蓄積は、特に野生キノコにおいて周辺植物と比べて高いことが明らかとなっている。我々は細胞内にCsを蓄積する放線菌Streptomyces sp. K202をキノコ生育土壌から分離した。この放線菌はK輸送系を介してCsを取り込み、細胞内のポリリン酸に局在させ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。また、これらの放線菌は突然変異の誘発により、野生株と比較して10倍以上のCs耐性を示した。取得した変異株のゲノム解析により、Cs耐性に関与する遺伝子を同定し、Cs耐性機構を解明することに着手している。
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、抗菌作用、免疫抑制作用、抗腫瘍作用をはじめとする種々の生物活性を示す多様な二次代謝産物を生産するため、医薬品シード化合物の探索源として重要な菌群である。しかしながら、近年、既存の細菌感染症治療薬に対する耐性菌が蔓延する一方で、放線菌由来の新規抗生物質の報告が極度に減っている。そこで我々は、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に着目し、その阻害作用を有する化合物の生産菌を探索している。これらの化合物は抗菌活性を有さないため、細菌の薬剤耐性化を防ぎつつ、病原性の発現を抑制することが期待される。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も進めている。
スクリーニングに供試する放線菌の採集は国内土壌だけでなく、モンゴル国立大学との共同研究のもと、未開の地であるゴビ砂漠等も含めて取り組んでいる。
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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３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：800000円 (代表)
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2.
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令和３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：800000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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2.
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飯坂 洋平
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：日本放線菌学会 学術企画委員
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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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6
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1
(1)
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飯坂 洋平
講師
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| | 2 | 1 |
| | | |
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3
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2
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1
(1)
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福本 敦
講師
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| | | 3 |
| | | |
| |
1
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5
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1
(1)
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| 計 |
0 | ／ | 2 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
4
(0) | ／ |
1
(1) | ／ |
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 |
|
安齊 洋次郎
教授
|
| |
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1
(1)
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飯坂 洋平
講師
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| 2 |
| |
|
3
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福本 敦
講師
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| |
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|
1
|
|
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| 計 |
0 | 2 |
0 | 0 |
0 |
4
(0) |
1
(1) |
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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Oyunbileg N†#, Iizaka Y†#, Hamada M#, Davaapurev BO, Fukumoto A†, Tsetseg B, Kato F†, Tamura T＊, Batkhuu J＊, Anzai Y＊†, #These authors contributed equally.：
Actinocatenispora comari sp. nov., an endophytic actinomycete isolated from aerial parts of Comarum salesowianum.
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
71
(7)
：ijsem.0.004861
, 2021
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2.
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Iizaka Y†, Arai R, Takahashi A, Ito M, Sakai M, Fukumoto A†, Sherman DH, Anzai Y†：
Engineering sequence and selectivity of late-stage C-H oxidation in the MycG iterative cytochrome P450.
Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology
49
(1)
：kuab069
, 2021
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3.
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Breiner-Goldstei, E, Eyal Z, Matzov D, Halfon Y, Cimicata G, Baum M, Rokney A, Ezernitchi AV, Lowell AN, Schmidt JJ, Rozenberg H, Zimmerman E, Bashan A, Valinsky L, Anzai Y†, Sherman DH, Yonath A.：
A Ribosome-binding and anti-microbial studies of the mycinamicins, 16-membered macrolide antibiotics from Micromonospora griseorubida.
Nucleic acids research
49
：gkab684
, 2021
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|
その他
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1.
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Oyunbileg N, Davaapurev B -O,Tsetseg B, Iizaka Y†, Fukumoto A†, Kato F†, Anzai Y†, Batkhuu J.：
Bioactive compounds and molecular diversity of endophytic actinobacteria isolated from desert plants.
IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
908
：
, 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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◎曾嘉昊†, 福本敦†, 竹内陸, 笠原安純, 飯坂洋平†, 安齊洋次郎†：
土壌由来希少放線菌からのクオラムセンシング阻害物質の単離.
日本薬学会第142年会,
名古屋（オンライン）,
2022/03
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2.
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◎福本敦†, 齊藤由華, 飯坂洋平†, 大月興春†, 菊地崇†, 李巍†, 安齊洋次郎†：
ソボクCaesalpinia sappanに含まれるクオラムセンシング阻害物質.
日本薬学会第142年会,
名古屋（オンライン）,
2022/03
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3.
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◎飯坂洋平†, 萩原瑠花, 重松優香, 福本敦†, 安齊洋次郎†：
電子伝達機構を介した多機能型シトクロムP450酵素MycGの反応制御.
日本薬学会第142年会,
名古屋（オンライン）,
2022/03
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4.
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◎田中悠, 達川綾香, 岸本拓也, 國武博文, 福本敦†, 安齊洋次郎†, 荒川 賢治：
放線菌が生産するアゾキシアルケン化合物の生合成メカニズムの解析.
2021年度 日本放線菌学会大会,
藤沢,
2021/09
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5.
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◎飯坂洋平†, 齊藤咲季, 島野美衣, 緒方美梨, 福本敦†, 安齊洋次郎†：
分光学的手法による多段階酸化型シトクロムP450酵素RosCの機能解析.
2021年度 日本放線菌学会大会,
藤沢,
2021/09
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6.
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◎飯坂洋平†, 伊藤みき乃, 酒井美穂, 澤井香奈子, 山田茉莉, 福本敦†, 安齊洋次郎†：
シトクロムP450酵素MycGの反応制御に基づく希少な生合成中間体の効率的な生産.
第33回微生物シンポジウム,
鈴鹿,
2021/09
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国際学会
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1.
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◎Anzai Y†, Fukumoto A†, Iizaka Y†, Kato F†：
Microbial screening using actinomycetes isolated in Mongolia and academic exchange with National University of Mongolia.
“MONGOLIAN SPECIFIC BIORESOURCES EXPLORING” International Symposium on Access to Mongolian Bioresources,
Ulaanbaatar, Mongolia (on line),
2021/09
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