| Project/Area Number |
23KF0213
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 郁朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (40305496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
YANG YI 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-11-15 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
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| Keywords | 薬用天然物 / 生合成 / 合成生物学 / 酵素 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では薬用天然物の生合成を担う酵素群の触媒機構を明らかにし、既存の有機化学的手法では合成困難な複雑骨格化合物の創出技術の確立すること目的とする。特に、研究対象としてカンナビノイド類縁体の合成に関わる生合成酵素を取り上げる。具体的には、Cannabidiolic acid synthaseの触媒機能を構造解析とスペクトル解析によって明らかにし、非天然型のカンナビノイド類縁体を創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物や微生物内において様々な生命現象を媒介する様々な天然物は天然医薬資源として利用されている。生合成遺伝子の改変を基盤とした合成生物学的手法は、生物活性の制御や増強を指向した天然物化学構造の効率的多様化を可能にする有力な方法論である。本研究では薬用天然物の生合成を担う酵素群の触媒機構を明らかにし、既存の有機化学的手法では合成困難な複雑骨格化合物の創出技術の確立すること目的とする。研究対象としてカンナビノイド類縁体の合成に関わる生合成酵素などを取り上げた。Cannabidiolic acid synthaseの触媒機能を構造解析とスペクトル解析によって明らかにし、非天然型のカンナビノイド類縁体の創出をめざした。
第１年次は、まず酵素反応の３次元立体構造と基質の認識機構を明らかにするためにタンパク質の異種発現系構築、酵素精製、活性評価、結晶化に着手した。
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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
第１年次は、まず酵素反応の３次元立体構造と基質の認識機構を明らかにするためにタンパク質の異種発現系構築、酵素精製、活性評価、結晶化に着手し、研究は順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、タンパク質の結晶化と X 線結晶構造解析を行う。結晶化や酵素-基質複合体の取得が困難な場合は、構造予測ツール AlphaFold2 やドッキング手法、分子動力学的手法を用いてタンパク質構造の解明を行う。また触媒反応機構を明らかにするため基質アナログを用いた反応解析、反応速度論を用いた基質特異性の検討も視野に入れて研究を実施する。さらに、得られた構造情報を基盤として酵素活性部位付近に存在する反応制御に関わるアミノ酸変異を導入し、活性アミノ酸残基を同定し、酵素活性と生成物の立体制御に与える影響を精査する。
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