研究者情報

及川 英秋

特任教授

OIKAWA Hideaki

自然からの贈物から医薬品などを探し出そう!

化学部門 有機・生命化学分野

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研究テーマ

有機合成,遺伝子工学的手法を駆使して複雑な構造を持つ天然物の生合成酵素を同定するとともに,その反応機構を明らかにし有機合成への適用を計る研究

研究分野有機化学, ライフサイエンス, 生物有機化学, ケミカルバイオロジー, 生生物情報学, 遺伝子工学
キーワード生合成酵素に有用物質生産, ゲノムマイニング, , 天天然物化学, 生物有機化学

研究紹介

天然には、微生物や植物などから、長い年月を掛けて淘汰された顕著な生理活性を持つ天然物が発見され、その中から抗生物質や抗がん剤が見つかっています。現在、製薬会社では潜在能力を認めつつも、こうした天然物創薬を効率面から敬遠していました。ただ2000年以降微生物のゲノム情報が入手可能になり、目的天然物の設計図(生合成酵素遺伝子)を探し出すと同時に経路を推定し物質生産を行うことできるようになり、状況は変わって来ました。

複雑な分子を合成するために、生物は酵素反応を巧みに利用していますが、我々は、こうした反応には、反応自身やその触媒機構に未知のものがあり、それを解明しつつ物質生産を行う方法論の開発を行っています。この分野の研究は、バイオインフォマティクスを使って、必要な酵素遺伝子を見出す、その設計図情報から有機化学的に合理的な反応経路を予想し、酵素をin vivo/in vitroで発現させ、中間体を明らかにしつつ合成を達成することを目指すになります。多段階の反応を行う酵素の触媒機構を、X線結晶解析や理論計算で検証しつつ、場合によっては有機合成の専門家と共同で、化学的に検証する場合も増えて来ています。以上のように多くの分野の研究者との共同研究で、新たな分野を切り開きつつ、独自性の高い研究を行っています。

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天然物の生合成マシナリー構築による合成
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ポリエーテル環構築酵素の触媒機構の解明
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臨床用抗ガン剤候補のChemo-enzymatic合成研究
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世界初のDiels-Alder反応の触媒機構の解明

代表的な研究業績

Efficient reconstitution of Basidiomycota diterpene erinacine gene cluster in Ascomycota host Aspergillus oryzae based on genomic DNA sequences.
Liu, C.; Minami, A.; Ozaki, T.; Wu, J.; Kawagishi, H.; Maruyama, J.; Oikawa, H.; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 15519-15523
Unveiling the Biosynthetic Pathway of the Ribosomally Synthesized and Post-translationally Modified Peptide Ustiloxin B in Filamentous Fungi.
Ye, Y.; Minami, A.; Igarashi, Y.; Izumikawa, M.; Umemura, M.; Nagano, N.; Machida, M.; Kawahara, T.; Shin-ya, K.; Gomi, K.; Oikawa, H.; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 8072-8075
Reconstitution of biosynthetic machinery for highly elaborated indole diterpene penitrem.
Liu, C. W.; Tagami, K.; Minami, A.; Matsumoto, T.; Frisvad, J. C.; Suzuki, H.; Ishikawa,J.; Gomi, K.; and Oikawa, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 5748-5752
Enzymatic catalysis of anti-Baldwin ring closure in polyether biosynthesis.
Hotta, K.; Chen, X.; Paton, R. S.; Minami, A.; Li, H.; Swaminathan, K.; Mathews, I. I.; Watanabe, K.; Oikawa, H.; Houk, K. N.; Kim, C. -Y. Nature 2012, 483, 355-358
Reconstruction of the saframycin core scaffold defines dual Pictet-Spengler mechanisms.
Koketsu, K.; Watanabe, K.; Suda, H.; Oguri, H.; Oikawa, H. Nat. Chem. Biol., 2010, 6, 408-410.
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関連産業分野

化学, 有機化学, 医薬品創出, 発酵, 酵素
学位博士(農学)
自己紹介

出身は岩手県です。学生時代はワンダーフォーゲル部で北海道の大自然を満喫。卒業研究で初めて出会った小さいながら、複雑な構造を持ち、驚異的な生理作用を持つ分子(天然物)に魅了されて、今に至っています。札幌は気軽に登れる山が多いのですが、最近は少し遠ざかってしまいました。代わりに時たまスポーツ観戦に出かけることにしています。昨年はラグビーワールドカップ観戦が最高でした。研究でも、登山やスポーツとはまた違った楽しさがあります。これは一度経験すると病み付きになり、これを学生諸氏とシェアすることも研究の醍醐味です。

学歴・職歴1979年 北海道大学農学部農芸化学科卒
1984年 北海道大学大学院農学研究科農芸化学専攻修了
1984-1985年 米国ブラウン大学博士研究員
1985-1986年 理化学研究所博士研究員
1986年 北海道大学農学部農芸化学科 助手
1999年 北海道大学大学院農学研究科応用生命科学専攻 助教授
2003年 北海道大学大学院理学研究科化学専攻 教授
所属学会日本化学会, アメリカ化学会, 日本農芸化学会, 有機合成化学協会
プロジェクト新学術領域「生合成リデザイン:生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学」 班友
居室理学部7号館 7-409号室