解説

合成生物学による植物アルカロイド発酵生産と生薬生理活性物質の創製
微生物でつくる植物由来医薬品原料

Vol.58 No.5 Page. 271 - 279 (published date : 2020年5月1日)
中川 明1, 南 博道1
  1. 石川県立大学生物資源工学研究所応用微生物学研究室
vol58_5

 

概要原稿

合成生物学の手法により，モルヒネなどの植物アルカロイドの微生物発酵生産が可能となった．今後，より実用化に向けた生産システムが確立されることで，創薬などのさまざまな分野に貢献することが可能であり，微生物発酵における新たな展開が期待される．

リファレンス

  1. 1) D. K. Ro, E. M. Paradise, M. Ouellet, K. J. Fisher, K. L. Newman, J. M. Ndungu, K. A. Ho, R. A. Eachus, T. S. Ham, J. Kirby et al.: Nature, 440, 940 (2006).
  2. 2) C. J. Paddon, P. J. Westfall, D. J. Pitera, K. Benjamin, K. Fisher, D. McPhee, M. D. Leavell, A. Tai, A. Main, D. Eng et al.: Nature, 496, 528 (2013).
  3. 3) P. J. Facchini, K. L. Huber-Allanach & L. W. Tari: Phytochemistry, 54, 121 (2000).
  4. 4) E. J. Lee & P. J. Facchini: Plant Physiol., 157, 1067 (2011).
  5. 5) R. Stadler, T. M. Kutchan, S. Loeffler, N. Nagakura, B. Cassels & M. H. Zenk: Tetrahedron Lett., 28, 1251 (1987).
  6. 6) R. Stadler, T. M. Kutchan & M. H. Zenk: Phytochemistry, 28, 1083 (1989).
  7. 7) N. Samanani & P. J. Facchini: J. Biol. Chem., 277, 33878 (2002).
  8. 8) N. Samanani, D. K. Liscombe & P. J. Facchini: Plant J., 40, 302 (2004).
  9. 9) L. Y. Luk, S. Bunn, D. K. Liscombe, P. J. Facchini & M. E. Tanner: Biochemistry, 46, 10153 (2007).
  10. 10) H. Berkner, J. Engelhorn, D. K. Liscombe, K. Schweimer, B. M. Wohrl, P. J. Facchini, P. Rosch & I. Matecko: Protein Expr. Purif., 56, 197 (2007).
  11. 11) H. Minami, E. Dubouzet, K. Iwasa & F. Sato: J. Biol. Chem., 282, 6274 (2007).
  12. 12) T. Morishige, T. Tsujita, Y. Yamada & F. Sato: J. Biol. Chem., 275, 23398 (2000).
  13. 13) A. Ounaroon, G. Decker, J. Schmidt, F. Lottspeich & T. M. Kutchan: Plant J., 36, 808 (2003).
  14. 14) K. Choi, T. Morishige & F. Sato: Phytochemistry, 56, 649 (2001).
  15. 15) H. H. Pauli & T. M. Kutchan: Plant J., 13, 793 (1998).
  16. 16) H. Minami, J. S. Kim, N. Ikezawa, T. Takemura, T. Katayama, H. Kumagai & F. Sato: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 7393 (2008).
  17. 17) J. S. Kim, A. Nakagawa, Y. Yamazaki, E. Matsumura, T. Koyanagi, H. Minami, T. Katayama, F. Sato & H. Kumagai: Biosci. Biotechnol. Biochem., 77, 2166 (2013).
  18. 18) K. M. Hawkins & C. D. Smolke: Nat. Chem. Biol., 4, 564 (2008).
  19. 19) A. Nakagawa, H. Minami, J. S. Kim, T. Koyanagi, T. Katayama, F. Sato & H. Kumagai: Nat. Commun., 2, 326 (2011).
  20. 20) Y. Kikuchi, K. Tsujimoto & O. Kurahashi: Appl. Environ. Microbiol., 63, 761 (1997).
  21. 21) T. Lutke-Eversloh & G. Stephanopoulos: Appl. Microbiol. Biotechnol., 75, 103 (2007).
  22. 22) M. M. Olson, L. J. Templeton, W. Suh, P. Youderian, F. S. Sariaslani, A. A. Gatenby & T. K. Van Dyk: Appl. Microbiol. Biotechnol., 74, 1031 (2007).
  23. 23) M. I. Chavez-Bejar, A. R. Lara, H. Lopez, G. Hernandez-Chavez, A. Martinez, O. T. Ramirez, F. Bolivar & G. Gosset: Appl. Environ. Microbiol., 74, 3284 (2008).
  24. 24) D. Hernandez-Romero, A. Sanchez-Amat & F. Solano: FEBS J., 273, 257 (2006).
  25. 25) T. Koyanagi, A. Nakagawa, H. Sakurama, K. Yamamoto, N. Sakurai, Y. Takagi, H. Minami, T. Katayama & H. Kumagai: Microbiology, 158, 2965 (2012).
  26. 26) W. C. DeLoache, Z. N. Russ, L. Narcross, A. M. Gonzales, V. J. J. Martin & J. E. Dueber: Nat. Chem. Biol., 11, 465 (2015).
  27. 27) I. J. Trenchard, M. S. Siddiqui, K. Thodey & C. D. Smolke: Metab. Eng., 31, 74 (2015).
  28. 28) G. J. Hatlestad, R. M. Sunnadeniya, N. A. Akhavan, A. Gonzalez, I. L. Goldman, J. M. McGrath & A. M. Lloyd: Nat. Genet., 44, 816 (2012).
  29. 29) R. Sunnadeniya, A. Bean, M. Brown, N. Akhavan, G. Hatlestad, A. Gonzalez, V. V. Symonds & A. Lloyd: PLOS ONE, 11, e0149417 (2016).
  30. 30) E. Matsumura, A. Nakagawa, Y. Tomabechi, S. Ikushiro, T. Sakaki, T. Katayama, K. Yamamoto, H. Kumagai, F. Sato & H. Minami: Sci. Rep., 8, 7980 (2018).
  31. 31) K. Yamamoto, E. Kataoka, N. Miyamoto, K. Furukawa, K. Ohsuye & M. Yabuta: Metab. Eng., 5, 246 (2003).
  32. 32) A. Gesell, M. Rolf, J. Ziegler, M. L. Diaz Chavez, F. C. Huang & T. M. Kutchan: J. Biol. Chem., 284, 24432 (2009).
  33. 33) J. Ziegler, S. Voigtlander, J. Schmidt, R. Kramell, O. Miersch, C. Ammer, A. Gesell & T. M. Kutchan: Plant J., 48, 177 (2006).
  34. 34) T. Grothe, R. Lenz & T. M. Kutchan: J. Biol. Chem., 276, 30717 (2001).
  35. 35) R. Lenz & M. H. Zenk: J. Biol. Chem., 270, 31091 (1995).
  36. 36) J. M. Hagel & P. J. Facchini: Nat. Chem. Biol., 6, 273 (2010).
  37. 37) B. Unterlinner, R. Lenz & T. M. Kutchan: Plant J., 18, 465 (1999).
  38. 38) A. R. Battersby, D. M. Foulkes & R. Binks: J. Chem. Soc., 33, 3323 (1965).
  39. 39) W. De-Eknamkul & M. H. Zenk: Phytochemistry, 31, 813 (1992).
  40. 40) K. Hirata, C. Poeaknapo, J. Schmidt & M. H. Zenk: Phytochemistry, 65, 1039 (2004).
  41. 41) S. C. Farrow, J. M. Hagel, G. A. Beaudoin, D. C. Burns & P. J. Facchini: Nat. Chem. Biol., 11, 728 (2015).
  42. 42) T. Winzer, M. Kern, A. J. King, T. R. Larson, R. I. Teodor, S. L. Donninger, Y. Li, A. A. Dowle, J. Cartwright, R. Bates et al.: Science, 349, 309 (2015).
  43. 43) S. Galanie, K. Thodey, I. J. Trenchard, M. Filsinger Interrante & C. D. Smolke: Science, 349, 1095 (2015).
  44. 44) X. Chen, J. M. Hagel, L. Chang, J. E. Tucker, S. A. Shiigi, Y. Yelpaala, H. Y. Chen, R. Estrada, J. Colbeck, M. Enquist-Newman et al.: Nat. Chem. Biol., 14, 738 (2018).
  45. 45) M. Dastmalchi, X. Chen, J. M. Hagel, L. Chang, R. Chen, S. Ramasamy, S. Yeaman & P. J. Facchini: Nat. Chem. Biol., 15, 384 (2019).
  46. 46) L. Guo, T. Winzer, X. Yang, Y. Li, Z. Ning, Z. He, R. Teodor, Y. Lu, T. A. Bowser, I. A. Graham et al.: Science, 362, 343 (2018).
  47. 47) A. Nakagawa, E. Matsumura, T. Koyanagi, T. Katayama, N. Kawano, K. Yoshimatsu, K. Yamamoto, H. Kumagai, F. Sato & H. Minami: Nat. Commun., 7, 10390 (2016).
  48. 48) A. Nakagawa, C. Matsuzaki, E. Matsumura, T. Koyanagi, T. Katayama, K. Yamamoto, F. Sato, H. Kumagai & H. Minami: Sci. Rep., 4, 6695 (2014).
  49. 49) N. D. Gold, C. M. Gowen, F. X. Lussier, S. C. Cautha, R. Mahadevan & V. J. J. Martin: Microb. Cell Fact., 14, 73 (2015).
  50. 50) K. Thodey, S. Galanie & C. D. Smolke: Nat. Chem. Biol., 10, 837 (2014).
  51. 51) C. J. Vavricka, T. Yoshida, Y. Kuriya, S. Takahashi, T. Ogawa, F. Ono, K. Agari, H. Kiyota, J. Li, J. Ishii et al.: Nat. Commun., 10, 2015 (2019).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。