A recombinant Escherichia coli whole-cell biocatalyst with a new P450 system for efficient biocatalytic oxidation

• Project/Area Number: 18686067
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: KAMIYA Noriho Kyushu University, 大学院・工学研究院, 准教授 (50302766)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥30,290,000 (Direct Cost: ¥23,300,000、Indirect Cost: ¥6,990,000); Fiscal Year 2008: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2007: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2006: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
• Keywords: 生体触媒 / バイオ酸化プロセス / P450 / 組換え大腸菌 / 補酵素再生系 / 細胞触媒 / タンパク質連結酵素 / 補酵素再生型

Research Abstract

近年、生体触媒の酸化反応プロセスへの応用が注目されている。酸化反応には一般に高温・高圧が要求され、反応の制御が困難であると同時に爆発性を伴うため、これを常温・常圧で効率よく行うことが可能なバイオプロセスに変換する意義は極めて大きい。本研究では、特に脂溶性の基質の酸化反応を、常温・常圧で効率よく行うことが可能な新規生体触媒の創製を目指し、遺伝子工学的手法と有機化学的手法を組み合わせ、補酵素NADH/NADPH再生系が導入された大腸菌P450細胞触媒の機能強化について検討した。

Research Products

• [Journal Article] Design of a cytochrome P450BM3 reaction system linked by two-step cofactor regeneration catalyzed by a soluble transhydrogenase and glycerol dehydrogenase (2009)
  • Author(s): T. Mouri, T. Shimizu, N. Kamiya, M. Goto
  • Journal Title: Biotechnol. Prog (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent substrates for covalent protein labeling catalyzed by microbial transglutaminase (2009)
  • Author(s): N. Kamiya, H. Abe, M. Goto, Y. Tsuji, H. Jikuya
  • Journal Title: Org. Biomol. Chem (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design of a cytochrome P450BM3 reaction system linked by two-step cofactor regeneration catalyzed by a soluble transhydrogenase and glycerol dehydrogenase (2009)
  • Author(s): T. Mouri, N. Kamiya, et.al.
  • Journal Title: Biotechnology Progress (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increasing the catalytic performance of a whole cell biocatalyst harboring a cytochrome P450cam system by stabilization of an electron transfer component (2006)
  • Author(s): T. Mouri, N. Kamiya, M. Goto,
  • Journal Title: Biotechnol. Lett. vol.28 Pages: 1509-1513
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increasing the catalytic performance of a whole cell biocatalyst harboring a cytochrome P450cam system by stabilization of an electron transfer component (2006)
  • Author(s): T.Mouri, N.Kamiya, M.Goto
  • Journal Title: Biotechnol. Lett. 28 Pages: 1509-1513
• [Presentation] STHをメディエイターとして利用するNADPHの再生とP450酸化反応への利用 (2008)
  • Author(s): 毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 酵素工学研究会30周年記念シンポジウム
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール
  • Year and Date: 2008-11-13
• [Presentation] 構成タンパク質の融合がシトクロムP450cam細胞触媒の機能に与える影響 (2008)
  • Author(s): 志水豪,毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 酵素工学研究会30周年記念シンポジウム
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール
  • Year and Date: 2008-11-13
• [Presentation] 二段階補酵素再生系と連動したCytochromeP450BM3反応系の構築 (2008)
  • Author(s): 毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 第60回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2008-08-28
• [Presentation] 大腸菌を利用するシトクロムP450cam細胞触媒システムの改良へ向けた戦略 (2008)
  • Author(s): 志水豪,毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 第60回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2008-08-28
• [Presentation] 二段階補酵素再生系と連動したCytochrome P450BM3反応系の構築 (2008)
  • Author(s): 毛利剛, 神谷典穂, 後藤雅宏
  • Organizer: 第60回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
  • Year and Date: 2008-08-28
• [Presentation] 酵素反応による生体分子ラベル化に適した新規蛍光基質のデザイン (2008)
  • Author(s): 神谷典穂,安倍弘喜,後藤雅宏
  • Organizer: 化学工学沖縄大会
  • Place of Presentation: 沖縄産業支援センター
  • Year and Date: 2008-08-08
• [Presentation] 反応速度向上を目的とした半自給自足型Cytocrome P450cam?Putidaredoxin融合タンパク質の構築 (2008)
  • Author(s): 志水豪,毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
  • Year and Date: 2008-07-05
• [Presentation] 反応速度向上を目的とした半自給自足型Cytocrome P450cam-Putidaredoxin融合タンパク質の構築(優秀ポスター賞受賞) (2008)
  • Author(s): 志水豪, 毛利剛, 神谷典穂, 後藤雅宏
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
  • Year and Date: 2008-07-05
• [Presentation] 大腸菌を細胞触媒として利用する色素生産 (2008)
  • Author(s): 神谷典穂,毛利剛,後藤雅宏
  • Organizer: 第3回産業用酵素シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2008-03-07
• [Presentation] Co-expression of P450cam mutant and glycerol dehydrogenase in recombinant Escherichia coli and its application to indigo production (2007)
  • Author(s): T. Mouri, N. Kamiya, M. Goto
  • Organizer: The 20th International Symposium on Chemical Engineering
  • Place of Presentation: Deajeon, Korea
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] P450cam変異体とグリセロールデヒドロゲナーゼを共発現した組換え大腸菌の構築とインジゴ生産への応用 (2007)
  • Author(s): 毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 第59回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2007-09-26
• [Presentation] P450cam変異体とグリセロールデヒドロゲナーゼを共発現した組換え大腸菌の構築とインジゴ生産への応用 (2007)
  • Author(s): 毛利 剛, 神谷 典穂, 後藤 雅宏
  • Organizer: 第59回 日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2007-09-26
• [Presentation] P450cam変異体が導入された高効率インディゴ生産菌の創製 (2007)
  • Author(s): 毛利剛,神谷典穂,後藤雅宏
  • Organizer: 化学工学会第39回秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Presentation] P450cam変異体が導入された高効率インディゴ生産菌の創製 (2007)
  • Author(s): 毛利 剛, 神谷 典穂, 後藤 雅宏
  • Organizer: 化学工学会 第39回秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioeng.cstm.kyushu-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioeng.cstm.kyushu-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.bioeng.cstm.kyushu-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質蛍光ラベル化用酵素基質 (2008)
  • Inventor(s): 神谷典穂,後藤雅宏,安倍弘喜
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人九州大学
  • Industrial Property Number: 2008-176104
  • Filing Date: 2008-07-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質蛍光ラベル化用酵素基質 (2008)
  • Inventor(s): 神谷典穂、後藤雅宏、安倍弘喜
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人九州大学
  • Industrial Property Number: 2008-176104
  • Filing Date: 2008-07-04