Expanding the substrate specificity of RuBisCO for efficient carbon dioxide fixation

• Project/Area Number: 23K17977
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 森井 孝 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (90222348)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: ルビスコ / 二酸化炭素固定 / タンパク質工学 / カーボンニュートラル

Outline of Research at the Start

光合成において大気中のCO2を固定化する反応を触媒する酵素ルビスコは、常温で補酵素を用いることなくCO2を基質RuBPに取り込む反応を触媒する。この反応は、実用的なCO2固定化反応を考える上で大変魅力的であり、基質をRuBP以外へと拡張できれば、CO2を炭素源とした有用分子の生産が可能になる。しかしながら、これまで生体内ではRuBP以外の基質へのルビスコによるCO2導入反応は報告されていない。本研究では、ルビスコの活性中心の三次元構造と反応機構に注目して、基質結合場の形状を変化させたルビスコ変異体を作製し、その結合場の形状に適合するRuBP誘導体を新たな基質とするCO2導入反応の開拓に挑む。