Structure and mechanism of cytochrome P450 that performs unique oxidation reactions in brassinosteroid biosynthesis

• Project/Area Number: 23K26788
• Project/Area Number (Other): 23H02095 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 永野 真吾 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60286440)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2025: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: ブラシノステロイド / CYP / シトクロムP450 / X線結晶構造解析 / P450 / ヘム / 生合成 / Bayer-Villiger酸化

Outline of Research at the Start

CYP85A3によりブラシノステロイド生合成メカニズムを解明するため，まずCYP85A3の2種類の基質結合型の結晶構造解析を行う。また，酸化活性種の「前駆体」である基質-O2-CYP85A3三者複合体の結晶構造解析と共鳴ラマン分光解析を行い，そのプロトン供給系の構造の違いを明らかにする。さらに，基質-O2-CYP85A3を還元して得られる2種類の酸化活性種の結晶構造解析や，結晶構造に基づいた理論計算も駆使した相補的かつ精密な解析により，CYP85A3がBR生合成の最重要反応を2種類の酸化活性種を操りながら巧みに行うメカニズムの全容を解明する。