Development of D amino acid derivative synthetic method by ancestral L-amino acid oxidases
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21K05395
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
中野 祥吾 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (80748541)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | X線結晶構造解析 / L-アミノ酸酸化酵素 / 祖先型設計 / 物質生産 / 光学分割 / D-アミノ酸 / D-アミノ酸合成 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、広基質選択性を有するL-アミノ酸酸化酵素 (AncLAAO) を研究対象とし、本酵素を用いたD-アミノ酸誘導体の微生物生産系の構築に取り組む。AncLAAOの高機能化 (耐熱性と耐久性の向上)、構造機能解析による本酵素の基質認識機構の解明と合理的変異導入による基質選択性改変を実現、L-アミノ酸誘導体をD体へと変換可能な本酵素を軸とする微生物生産系の構築を行う。本研究が完遂されることで、様々なD-アミノ酸誘導体を高純度かつ大量に合成することが可能となり、ペプチド医薬品を含むファインケミカル合成への貢献が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度に取得したHTAncLAAOの立体構造を決定することを目的に、結晶化スクリーニングを行った。しかし良好な分解能を与える結晶を得ることができなかった。そこで配列データベースを再度探索し、HTAncLAAOと同様に活性を有し、かつ結晶性に優れたホモログ配列の取得を行なった。結果、4種類のFlavobacterium属の細菌からHTAncLAAO活性を有するホモログ配列を同定することができた。同定した4配列を用いて祖先型設計を行い、HTAncLAAOと約80%の配列相同性を有するHTAncLAAO2をデザインした。HTAncLAAO2について結晶化スクリーニングを行なったところ、2.2Å;分解能にてX線回折データを取得することに成功した。現在AlphaFold2で復元したHTAncLAAO2のモデル構造を鋳型とし、分子置換法にて位相決定を進めている。また酵素探索を進める中で副次的に取得した新規L-Lysine α-oxidaseについても構造機能解析を進め、論文として発表した (ACS Omega, 2022, 7(48): 44407-44419)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的の通り研究は進展している。特に本年度はHTAncLAAO2の取得とX線回折データの取得に成功し、本酵素の立体構造決定につながる重要な成果を得ることができた。また本研究を進める過程で得られた数多くの成果について、論文として出版することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
HTAncLAAO2の位相決定と構造精密化を継続して実施する。構造決定後は本酵素の基質認識部位に部位特異的変異を導入し、反応性が低かったL-Trp誘導体やPhenylglycineへの活性獲得を目指した実験を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
