Efficient Search for Bioactive Substances from Difficult-to-Cultivate Microorganisms

从难以培养的微生物中高效寻找生物活性物质

• 批准号: 22K06662
• 负责人: 山野 喜
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06662/
• 关键词: 難培養性微生物; 天然物化学; 生物活性物質

微生物は薬の基となる化合物の重要な探索源として知られているが、近年、これまで一般的に用いられてきた培養方法では、環境中に存在している微生物の数％程度しか培養できず、残りの90％以上は利用できていなかったという事実が明らかとなってきた。そこで本研究では培養が難しい微生物を特殊な培養器具を用いることで培養可能にし、新たな薬の候補化合物の探索源として利用することを目的としている。これまでに研究代表者はgichipと名付けた培養器具を作成し、それを用いて新規性が高い微生物数十種を環境中から分離培養し、取得した微生物の培養物から新規抗腫瘍物質(2-(3-hydroxybutyl)-3-methylhexahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine-1,4-dione)や新規抗リーシュマニア活性物質Leucinostatin類などを単離構造解析してきた。本年度は、全ゲノム解析済みの新規細菌L3-i22を培養し、その抽出物のLC-MS/MS解析で確認された特徴的な化合物ピークを指標に化合物を精製・単離した。単離した化合物を構造解析した結果、抗生物質として知られているLincolnenin類と同様の骨格を持つ新規Lincolnenin類であることが推定された。単離した新規化合物の生物活性は今後評価していく予定であるが、これまでに報告されたLincolnenin類はヒト細胞に毒性を示さず薬剤耐性菌を含む種々のグラム陽性細菌に選択的な毒性を示すことから、本化合物もドラッグライクな活性を有することが期待される。またL3-i22株のゲノム中に、今回単離した新規化合物と同じbianthraceneであるjulichrome Q3-3の生合成遺伝子クラスターと似た配列が存在していることから、当該領域が本化合物の生合成遺伝子クラスターであることが示唆された。

In recent years, the common culture method has been used to explore the important sources of microbial compounds. The percentage of microorganisms existing in the environment has been cultivated and more than 90% of residues have been utilized. This study aims to explore the sources and uses of new candidate compounds in the cultivation of difficult microorganisms using special culture equipment. Gichip, a representative of the research team, prepared and used a culture apparatus to isolate and culture dozens of new high-level microorganisms in an environment, and obtained a culture of microorganisms from a new anti-tumor substance (2-(3-hydroxybutyl)-3-methylhexahydropyrrolo[1,2-a] pyridine-1,4-dione) and a new anti-tumor active substance Leucinostatin. This year, the new strain L3-i22 was isolated and purified by LC-MS/MS analysis of the extracts. As a result of structural analysis of isolated compounds, it has been inferred that the Lincolnenin class of antibiotic substances and the same bone structure are consistent with the new rules for Lincolnenin class. The biological activity of the new compounds is expected to be evaluated in the future, and reported in Lincolnin-like cells, resistant bacteria, and selected positive bacteria. L3-i22 strain is a new compound and bianthracene. The biosynthetic sequence of Julichrome Q3-3 exists in this field.