| Project/Area Number |
20J22522
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
白 桐暄 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 非ヘム鉄酵素 / 生体触媒 / 天然物生合成 / メロテルペノイド / ジオキシゲナーゼ / 生合成 |
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| Outline of Research at the Start |
糸状菌はメロテルぺノイドのような様々なハイブリッド代謝産物を合成するは有用な天然物合成者である。構造多様性と複雑さは糸状菌のメロテルぺノイドの重要な特徴であるが、これらの形成のために、α-ケトゲルタル酸(α-KG)依存性酵素が酸化酵素が重要な役割を果たすことが知られている。酵素学、構造生物学など、数種のアプローチを利用して、それぞれの触媒能を明らかにし、それによって、このクラスの酵素による酵素工学研究による新規物質生産研究を促進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非ヘム鉄およびα-ケトグルタル酸依存性（Fe/αKG）オキシゲナーゼは、さまざまな酸化的生体変換を触媒します。その触媒的柔軟性と高い効率性から、Fe/αKGオキシゲナーゼは生体触媒としての応用に注目を浴びています。本研究では、真菌由来のメロテルペノイドエメルバリドンの生合成に関与する非常に多様な触媒的特性を持つFe/αKGオキシゲナーゼSptFの生化学的および構造的特性について精査した。in vitroの解析から、SptFがヒドロキシ化、不飽和化、エポキシ化、骨格再編成など、複数の連続的な酸化反応を触媒することが明らかになった。SptFはさまざまなメロテルペノイドに対して非常に広範な基質特異性を示し、テレトニンからユニークなシクロプロパン環を含む5/3/5/5/6/6および5/3/6/6/6の骨格を効率的に生成した。さらに、SptFはアンドロステロン、テストステロン、プロゲステロンなどのステロイドを異なる位置特異性でヒドロキシ化した。SptFの結晶構造解析および構造に基づく変異解析の研究から、酵素反応の分子基盤が明らかになり、ループ領域の可塑性が顕著な基質多様性に寄与している可能性が示唆された。本研究ではSptFは酸化反応の有望な生体触媒として大いに潜在能力を持っていることを示した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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