| Project/Area Number |
21H02127
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
葛山 智久 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30280952)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
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| Keywords | 天然有機化合物 / 核酸系化合物 / 生合成 / 核酸 / 放線菌 / ヌクレオチド / 遺伝子 / 酵素 / 反応機構 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、天然には存在しない新規核酸系化合物を創出するための信頼性の高い生産基盤の確立を目的とする。本研究課題で生合成系を解明する核酸系天然化合物を対象に、その生合成酵素の精密機能解析を行い、得られた機能情報をもとに各種生合成酵素の理論的機能改変を行うことで新規な核酸系化合物を創出する。また、創出した核酸系化合物群の生物活性も評価する。本研究で得られた知見を他の核酸系天然化合物に応用することで、さらに研究の発展にも資する。また、新規核酸系化合物の創出は、有機合成化学者や生化学者にインパクトを与えるだけでなく、天然物化学研究分野のみならず生化学分野の発展にも貢献できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、新規脱水酵素であるAgm6の基質認識の寛容性を拡大することを目指した。そこで、Agm6の立体構造モデルを元にした考察により、adenosineアナログへの基質認識を拡大させることを目的とした変異5種を検討し、T61AとT61S変異を発見した。特にT61A変異について注目した酵素活性評価実験により、2-chloroadenosineへの活性向上および2-bromoadenosineへの新規基質認識を確認し、酵素生成化合物を単離して、NMR解析によってその構造を決定した。一方で2-fluoroadenosineへの活性向上については期待された効果は検出できなかった。
さらには、T61A変異による活性向上から、2-fluoroadenosine, 2-chloroadenosineを基質とした時の生成物である4’,5’-dehydro-5’-deoxy-2-fluoroadenosine, 4’,5’-dehydro-5’-deoxy-2-chloroadenosineについて、十分量の単離が可能になった。そこで、今後の目標として、これを用いた生物活性の評価に期待したい。また、これらの構造的特徴であるexo-Glycal環構造の反応性に注目し、5’位炭素への更なる伸長反応を起こすことも新規性の高い研究として期待できる。ハロゲン化させたexo-Glycal環化合物とボロン酸を鈴木カップリング反応させることで、exo-Glycal環構造の炭素二重結合を元に炭素鎖が伸長した化合物の生成が報告されており、4’,5’-dehydro-5’-deoxy-2-fluoroadenosine誘導体や, 4’,5’-dehydro-5’-deoxy-2-chloroadenosine誘導体の酵素-化学合成も期待される。adenosineアナログであるという構造的特徴に加えて、更なる伸長反応を進めることで、より多様な構造を持った核酸アナログの創出も今後の展開として期待できる。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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