| Project/Area Number |
21K20535
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Kato Shunsuke 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (60909125)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 人工金属酵素 / 進化分子工学 / 指向性進化法 / C-H結合官能基化 / 生体触媒 / ヘムタンパク質 / 金属ポルフィリノイド / バイオハイブリッド触媒 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、進化分子工学的手法を遷移金属錯体へと応用し、優れた触媒特性を発揮する新規高機能触媒を開発することを目的とする。具体的には、非天然の遷移金属錯体を補因子としてタンパク質に導入した「人工金属酵素」を構築し、「指向性進化法」を駆使した遺伝子工学的な改変を実施する。補因子として用いる遷移金属錯体の合成と、反応場として用いるタンパク質の発現は既に完了しており、補助事業期間内において今後、指向性進化法による活性中心のタンパク質反応場の最適化を行い、通常の小分子金属錯体では達成困難な高難度な物質変換を実現する人工金属酵素の開発をめざす。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we carried out evolutionary engineering of artificial metalloenzymes to develop novel transition metal catalysts with excellent catalytic activities. In particular, artificial metalloenzymes which possess Cp*Rh complex, Fe-corrole complex, and Fe-porphycene complex as a synthetic metal cofactor were generated and engineered through the cycle of directed evolution. Finally, we succeeded in obtaining novel artificial metalloenzymes with excellent catalytic activities.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、非天然の遷移金属錯体をタンパク質に導入した人工金属酵素の構築と、指向性進化法を駆使した遺伝子工学的な改変を実施し、優れた触媒特性を発揮する新規高機能触媒の開発に成功した。持続可能な社会の実現にむけ、酵素や微生物などを用いた物質生産技術（バイオプロダクション）に注目が集まる昨今において、本研究成果はバイオプロダクションの有用性を拡張し、その社会実装の一助になることが期待される。
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