放線菌二次代謝生合成・制御遺伝子の分子基盤解析および有用物質発酵生産への応用荒川賢治広島大学大学院先端物質科学研究科 Analysis of molecular basis for secondary metabolite biosynthesis and regulatory pathway in Actinobacteria, and its application for acquiring the valuable fermentation products Kenji Arakawa Department of Molecular Biotechnology, Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University 抗菌、抗真菌、抗ウイルス、抗寄生虫、抗腫瘍、および免疫抑制剤など多様な医薬品を生産する放線菌は、微生物由来二次代謝産物の約 7 割を生産する有用産業微生物である。本研究では 2 つの構造の異なるポリケチド抗生物質ランカサイジン (LC) およびランカマイシン (LM) を生産する放線菌 Streptomyces rochei 7434AN4 株に注目した。LC, LM の生合成遺伝子クラスターは全長 210 kb の線状プラスミド pSLA2-L 上にコードされており、本プラスミドはその他に構造・機能未知の type-II ポリケチドおよびカロテノイド生合成クラスター、さらには二次代謝制御遺伝子を有していた。我々は今までに本プラスミドの解析を行い、①LC 生合成における特異な大員環形成機構およびポリケチド合成系の解明、 ②抗菌シナジー効果を有する LM の生合成解析、③LC, LM 生合成の制御シグナルカスケード解析および誘導シグナル分子 SRB の単離・構造決定、を達成した [1-7]。さらに本研究の一環で主要抗生物質生合成の遮断および制御遺伝子の改変を行ったところ、通常培養では生産されない化合物の蓄積を見出した [8,9]。このことは、休眠状態の二次代謝遺伝子の覚醒を考える上で大変興味深い。 References [1] K. Arakawa, et al., Chem. Biol. 2005, 12, 249-256. [2] K. Arakawa, et al., Antimicrob. Agents Chemother. 2006, 50, 1946-1952. [3] K. Arakawa, et al., Microbiology 2007, 153, 1817-1827. [4] S. Yamamoto, et al., J. Bacteriol. 2008, 190, 1308-1316. [5] T. Auerbach, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 1983-1988. [6] M. J. Belousoff, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 2717-2722. [7] K. Arakawa, et al., ChemBioChem 2012, 13, 1447-1457. [8] Z. Cao, et al., J. Antibiot. 2015, 68, 328-333. [9] H. Kunitake, et al., ChemBioChem 2015, in press.