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Screening of microbial amide-bond forming enzyme for stabilization and functionalization of bioactive fatty acids

Research Project

Project/Area Number 21K05340
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Hara Ryotaro  京都大学, 農学研究科, 特定准教授 (70553535)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords脂肪酸アミド / アミド結合 / セリンペプチダーゼ / オレアミド / エルカミド / Mycobacterium / スクリーニング / アミダーゼ / アミド化合物 / 脂質メディエーター / 酵素法 / 酵素精製 / serine protease / 酵素 / 探索 / 物質生産 / 高度不飽和脂肪酸 / アミド化 / 微生物酵素 / バイオ生産
Outline of Research at the Start

本研究では、高度不飽和脂肪酸に代表される生理活性脂肪酸を酵素法によりアミド化することで、物性や安定性が向上した生理活性脂肪酸アミドを創出するバイオプロセス基盤を構築する。そのために、多様な脂肪酸とアミンを常温常圧下で連結、転移する微生物由来酵素を探索する。具体的には、①アミド結合形成活性を有する新規酵素の探索、②既知酵素の機能開拓の2つの戦略で研究を進める。得た知見をもとに酵素反応の最適化を行い、効率的な脂肪酸アミド合成を行う。

Outline of Final Research Achievements

Fatty acid amides are compounds formed by the combination of fatty acids and amines, and they are useful as plasticizers in the manufacturing of plastics in the chemical industry. Recently, their potential as pharmaceuticals has attracted much attention. The current chemical synthesis methods include significant environmental issues. This study aimed to develop a bioprocess with lower environmental impact as an alternative to conventional manufacturing methods, and a novel microbial enzyme was screened and characterized. Consequently, oleamide- and erucamide-synethsizing activities were found in Mycobacterium sp. AKU 2014. Then, purification and identification of the enzyme responsible for this activity. Furthermore, the gene was expressed in Escherichia coli, and various enzymatic properties were uncovered.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脂肪酸アミドは化成品や医薬品として有用な化合物である。本研究では、脂肪酸アミドを環境負荷の少ない製法によって生産することを目指し、微生物酵素の探索を行った。見いだした酵素を用いることで、オレアミドやエルカミドのみならず、様々な種類の脂肪酸アミドも合成できた。本成果が起点とり、多様な脂肪酸アミドを低環境負荷条件下で製造することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 脂肪酸アミド合成に有用な微生物酵素の探索および基質特異性の解析2024

    • Author(s)
      深尾 達夫, 横尾 航平, 森 雅輝人, 原 良太郎, 上田 誠, 小川 順
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Screening and Purification of Long-Chain Fatty Acid Amide-Forming Enzyme from Mycobacterium sp. AKU 20142023

    • Author(s)
      Ryotaro Hara, Tatsuo Fukao, Makoto Ueda, Jun Ogawa
    • Organizer
      3rd Japan-Switzerland-Germany Workshop on Biocatalysis and Bioprocess Development
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mycobacterium sp. AKU 2014 由来の脂肪酸アミド合成酵素の機能解析2023

    • Author(s)
      横尾 航平,深尾 達夫,原 良太郎, 上田 誠, 小川 順
    • Organizer
      第23回 生体触媒化学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪酸アミド合成に有用な微生物酵素の探索2023

    • Author(s)
      横尾 航平,深尾 達夫,原 良太郎, 上田 誠, 小川 順
    • Organizer
      第5回脂質駆動学術産業創生研究部会講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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