微生物代謝産物フラクションライブラリーより単離した新規環状デプシペプチドの構造 New cyclic depsipeptides isolated from a microbial metabolites fraction library

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抄録

<p>放線菌や糸状菌をはじめとする微生物は、多様な構造と活性を有する二次代謝産物を生産することで知られている。それら二次代謝産物は、医薬品や農薬またはそのリード化合物として利用されているものが多い。さらにケミカルバイオロジー研究における生命現象解明のための有用なツール、すなわちバイオプローブとして利用されているものもある。<sup>1</sup>これら代謝産物を効率よく探索・単離するために、我々の研究室ではフラクションライブラリーとスペクトルデータベースを用いる方法を構築し利用している。<sup>2</sup>フラクションライブラリーは、微生物培養液をHPLCや中圧液体クロマトグラフィー(MPLC)により系統的に分画することで作製し、得られたフラクションをPDA-LC/MSにより分析することでデータベースを構築している。データベースは、代謝産物の物性を二次元上の分布として表現したNPPlot(Natural Products Plot)を作成し利用している。今までに、このNPPlotを活用することで特徴的な構造を有する新規化合物を発見・単離してきた。<sup>3</sup>さらに昨年度の本大会において、複数の菌株より作成したNPPlotの分布パターンの比較による新規化合物の探索と単離について報告した。<sup>4</sup>今回、放線菌Streptomyces sp. RK85-270のフラクションライブラリーより作成したNPPlotの分布パターンから菌株特有の化合物群の探索を行い、2種の新規環状デプシペプチド1および2(図1)を見出すことができたので、それらの単離・構造決定について報告する。</p><p>図1.新規環状デプシペプチド1および2の構造</p><p>【微生物代謝産物フラクションライブラリーの作製】</p><p>放線菌Streptomyces. sp. RK85-270の30 L培養液に等量のアセトンを加え撹拌抽出後、吸引ろ過により菌体を除去し含水アセトン抽出液を得た。減圧下でアセトンを留去し、残った水懸濁液を酢酸エチルにより分配することで有機溶媒可溶性画分と水溶性画分を調製した。有機溶媒画分を減圧濃縮することで抽出物37.2 gを得た。このうち28.7 gをシリカゲル順相MPLCにより、クロロホルム/メタノールのステップワイズ溶出を用いて8分画とした。それぞれを逆相HPLCにより移動相にアセトニトリル/0.05%ギ酸水のグラジエント溶出を用いて一定時間で分画することでフラクションを作製した。水溶性画分は、DIAION HP-20によりメタノールに可溶なものを抽出後、得られたメタノール可溶性画分を逆相MPLCによりメタノール/水を移動相として分画することでフラクションを作製した。以上の方法で約400フラクションを作製した。各フラクションをPDA-LC/MSにより分析し、含有成分のUV吸収およびマススペクトルの収集を行い、成分情報の付加したフラクションライブラリーとした。</p><p>図2.放線菌RK85-270のNPPlotと特徴的分布を示した領域の拡大および</p><p>それら化合物のUV吸収スペクトル</p><p>【スペクトルデータベースNPPlot(Natural Products Plot)の作成】</p><p>PDA-LC/MS分析より得られたUV吸収およびマススペクトルデータをもとに化合物探索に利用するためのスペクトルデータベースを作成した。一般的なスペクトルデータベースに加え、研究室オリジナルのデータベースNPPlot</p><p>(View PDFfor the rest of the abstract.)</p>

<p>Microorganisms have a tremendous capacity to produce structurally diverse metabolites with disparate activities. Therefore we have constructed a microbial metabolites fraction library. The library has been prepared based on basic chromatographic techniques by HPLC and MPLC. To discover a novel metabolite efficiently and quickly from the library, we have developed a unique database named an NPPlot (Natural Products Plot) based on the physicochemical property of a metabolite obtained by PDA-LC/MS analysis of each fraction in the library. The NPPlot is a distribution map of metabolites for a strain and each metabolite is appeared as a dot in 2-dimentional area by retention time for X-axis and m/z value for Y-axis. </p><p>On the screening for structurally unique metabolites by the NPPlot from the fraction library, four dots showing unusual alignment were found in a fraction library generated from Streptomyces sp. RK85-270. Among four dots, compounds 1 and 2 were isolated and their structures were elucidated based on spectroscopic methods including extensive NMR techniques and MS/MS analysis to confirm the amino acid sequences. They belong to a cyclic octadepsipeptide, which form the ester between the hydroxyl group of threonine and the carboxyl group of proline, containing two leucines, two prolines, valine, phenylalanine, threonine, and N-methyl-tyrosine. Threonine residue was n-propionylated or acetylated at N-terminal.</p><p>Their antiproliferative, antibacterial, and antimalarial activities were evaluated in vitro. Both of them did not show any significant effects on proliferation and bacterial growth at the concentration of 30 mM, however showed antimalarial activity with the same IC<sub>50</sub> values of 1.5 mM.</p>

収録刊行物

  • 天然有機化合物討論会講演要旨集

    天然有機化合物討論会講演要旨集 56(0), Oral10, 2018-07-19

    天然有機化合物討論会実行委員会

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