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Investigation of the biosynthesis of terrestrial tetrodotoxin via new compound screening and metagenomic analysis

通过新化合物筛选和宏基因组分析研究陆生河豚毒素的生物合成

基本信息

批准号：
22K14833
负责人：
工藤雄大
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

テトロドトキシン (TTX) は、フグやイモリなど多様な生物が持つ代表的な自然毒である。陸上におけるTTXの生産者は不明瞭であり、生合成経路は長年の謎となっている。本研究では有毒イモリからTTXの生合成に関連する新たな化合物を探索し、その化学構造を解析することで生合成経路の推定を試みる。併せて毒の生産者が含まれると予想される環境微生物の遺伝子解析（メタゲノム解析）を行い、陸上TTXの生合成経路の解明を目指す。先行研究で得た生合成経路の知見に基づき、質量分析器（MS）を用いてTTXに関連する新規化合物を探索した。国内外の各種TTX含有イモリから種々の方法で毒成分を抽出し、LCMS分析に供すことで、関連化合物と思われる未知ピークを複数検出できた。単離した未知化合物の化学構造を核磁気共鳴装置（NMR）を用いて解析中である。また属や生息地の異なる有毒イモリのTTXおよびTTX関連化合物を分析し、この成分解析から生合成経路の考察を深めている。一方、質量分析器を用いた新規化学物の探索方法を放線菌に応用することで、抗マラリア活性を示すリン酸トリエステル化合物サリニポスチンの新規類縁体を複数得た。得られた化合物のモノアシルグリセロールリパーゼの阻害活性を評価し、強い活性（ナノモーラーオーダーの半数阻害濃度(IC50)）を示すことを明らかにした。本成果を関連学会で発表し、論文として公表した。TTX含有イモリの生息地から得た環境メタゲノムの解析を行った。先行研究で環境メタゲノムをインサートとするFosmidライブラリーを得ていた。本ライブラリーの塩基配列を各種バイオインフォマティクス解析に供し、TTXの生合成遺伝子および生合成遺伝子クラスターの候補を探索した。

The "natural poison" represented by "TTX", "multiple organisms" and "natural toxins". People who are born in TTX don't understand how to make a living and how to synthesize it all the time. In this study, toxicity, TTX biosynthesis, new compounds, chemical analysis, biosynthesis pathway and presumption of synthesis were tested. If you are infected with toxins, you may want to analyze the environmental microorganisms in the environment. You will be able to use the TTX to synthesize your products. First of all, we should study the synthetic pathway of biosynthesis, and use the TTX analyzer (MS) to explore new compounds. There are several kinds of TTX both at home and abroad, including the extraction of toxic components, LCMS analysis, and the detection of unknown compounds. To isolate unknown compounds, to build a nuclear magnetic resonance device (NMR), to analyze the compounds in the process of analysis. The chemical composition analysis, chemical composition analysis, biosynthesis pathway, biosynthesis pathway, chemical composition analysis, biosynthesis and biosynthesis. On the one hand, the quantitative analyzer has used the new chemical exploration method to release the bacteria, and the anti-bacterial activity has been used to show the complexity of the new specifications of the chemical compounds. The chemical compound (IC50) was used to determine the inhibitory activity and potent activity of the compound. In this paper, we will learn the table and the literature on the public table. TTX contains information about the environment in which the interest-bearing place is located. The first step is to study the environment. The first step is to study the environment. The first step is to study the Fosmid environment in advance. This system is equipped with all kinds of equipment, such as the analytical supply, the TTX synthesis, the preparation, the synthesis, the synthesis, the preparation, the synthesis, the preparation, the synthesis, the analysis, the synthesis, the analysis, the synthesis, the exploration.