カロテノイド開裂酵素工学とその発現制御を駆使した新規・非天然化合物の生合成基盤

• Project/Area Number: 23K26837
• Project/Area Number (Other): 23H02144 (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 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 古林 真衣子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90849895)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2026: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2023: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
• Keywords: アポカロテノイド / カロテノイド / 進化工学 / 生合成工学 / 合成生物学

Outline of Research at the Start

アポカロテノイドはカロテノイド色素の酸化開裂分子の総称であり、多様な生物機能をもち、有効利用が期待されている。本研究では、独自の戦略をもちいた大腸菌内で新規・非天然アポカロテノイド分子群の生合成を目指す。具体的には、カロテノイド開裂酸化酵素（CCO）の酵素工学により基質特異性の緩いCCO変異体を作製し、多様なカロテノイド生合成経路と共発現させる。また、経路上流のカロテノイド分子を切断しないよう、カロテノイド生合成酵素とCCOの発現バランスを制御するため、合成生物学的な遺伝子発現制御技術を活用する。展望として、生産された多様なアポカロテノイドの生物活性、香り、植物への効果等への応用が期待できる。