微生物工学研究室の研究テーマ

・微生物二次代謝産物からの生理活性物質の探索

自然界には様々な環境に適応した微生物(放線菌、カビ、細菌)が無限に生息する。それらが生産する二次代謝産物から、医薬、農薬のリード化合物となる生理活性物質を探索している。特に、抗がん剤の開発を目指して、シグナル伝達阻害(チロシンキナーゼ、プロテインホスファターゼなど)、アポトーシス誘導、細胞周期阻害、血管新生阻害、がん転移阻害などの活性を有する物質をスクリーニングしている。

・微生物二次代謝酵素群の有用物質生産への応用

微生物の二次代謝能が培養条件などに依存することより、化学物質が二次代謝遺伝子の発現もしくは二次代謝酵素の活性を調節していると考えられる。また、酵素は真の基質の類縁構造を認識し、化学変換することができる。そこで、化学物質による二次代謝の誘導、また非天然分子の二次代謝経路への取り込みによる新規物質生産の可能性を検討している。

・抗生質物生合成遺伝子操作による新規物質の創製

多数の二次代謝産物が天然に存在するということは、その生合成遺伝子も多様であるといえる。そこでこれら生合成遺伝子をクローニングし、どのようなステップで二次代謝産物が生合成されるのかを解析する事によって、生体内における多様な酵素反応が明らかになる。これらのデータを元にいくつかの酵素を組み合わせることにより、人工的にデザインされた新しい化合物を合成することができる。現在このような研究はコンビナトリアル生合成と呼ばれている。我々は放線菌の生産するトリプトファン由来の物質、レベッカマイシン、スタウロスポリンについてコンビナトリアル生合成を行うべく、その生合成経路の解析を行っている。これらの物質はインドロカルバゾール環を有しており、強力な蛋白キナーゼもしくはトポイソメラーゼ阻害活性を持っていることが報告されており、コンビナトリアル生合成を行うことにより、将来有望な抗ガン剤が開発できる可能性がある。