研究成果

放線菌代謝物5aTHQ類は凝集体形成により機能が増強することを解明 -微生物による二次代謝物産生の意義に迫る-


2019年08月09日


     掛谷秀昭 薬学研究科教授、西村慎一 同助教(現・東京大学講師)、杉山龍介 同博士課程学生(現・理化学研究所特別研究員)、仲谷崇宏 同修士課程学生(研究当時)、尾仲宏康 東京大学特任教授らの研究グループは、放線菌が産生する5aTHQと命名した天然物(天然有機化合物)は類縁化合物が凝集することで、膜親和性や抗真菌活性の上昇を示すことを明らかにしました。

     本研究は、放線菌Streptomyces nigrescens HEK616がTsukamurella pulmonis TP-B0596との複合培養時に産生する5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines(5aTHQ類)と命名した抗真菌化合物群に注目して行われました。5aTHQ類は分子内の炭化水素鎖が少しずつ異なる混合物として産生されます。それらは炭化水素鎖の構造によって、程度の異なる抗真菌活性を示します。すなわち分裂酵母細胞の生育を低濃度で阻害する化合物、中程度の濃度で阻害する化合物、全く阻害しない化合物が存在します。

     本研究グループはそれらを混合した時の生物活性に着目し、いくつかの組み合わせで化合物を混合して試験したところ、強い活性化合物(5aTHQ-7n)に全く活性を示さない化合物(5aTHQ-10n)を混合すると生物活性が増強されることを見出しました。そこで、本現象を分子レベルで解析した結果、5aTHQは凝集体を形成して膜親和性を示すことを明らかにし、さらに2種の類縁化合物を混合することで膜親和性が増強されることを明らかにしました。また、蛍光類縁体を用いた細胞レベルでの解析から、2種の化合物の混合により単独では不活性な化合物が活性発現に寄与している可能性を見出しました。

     本研究成果は、2019年8月7日に、国際学術誌「Angewandte Chemie International Edition」のオンライン版に掲載されました。

    図:本研究で明らかになった5aTHQ類の相乗的活性発現の分子機構

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】 https://doi.org/10.1002/anie.201905970

    Ryosuke Sugiyama, Takahiro Nakatani, Shinichi Nishimura, Kei Takenaka, Taro Ozaki, Shumpei Asamizu, Hiroyasu Onaka, Hideaki Kakeya (2019). Chemical Interactions of Cryptic Actinomycete Metabolite 5-Alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines through Aggregate Formation. Angewandte Chemie International Edition, 58.


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