Creation of Artificial Metalloenzyme Reaction Systems via Innovative Design of Catalytic Microenvironments

• Project/Area Number: 25H00910
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 荘司 長三 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90379587)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥46,020,000 (Direct Cost: ¥35,400,000、Indirect Cost: ¥10,620,000); Fiscal Year 2025: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
• Keywords: 人工金属酵素 / シトクロムP450 / デコイ分子 / バイオリアクター / 生成AI

Outline of Research at the Start

酵素が基質と勘違いする「擬似基質」（デコイ分子）によりシトクロムP450BM3の誤作動状態を意図的に引き起こすと，ガス状アルカンやベンゼンなどを水酸化できる．デコイ分子の構造拡張や修飾による結合力と選択性の向上，細胞膜透過性の付与と強化，他のP450や金属酵素への適用の拡大などの課題に取り組む．また、細胞膜透過性デコイ分子を開発し，「菌体内での高効率な物質変換の構築」と「原生細菌のバイオリアクター化」に繋げる．単核鉄酵素に対しても酵素を誤作動させる手法の拡張にも挑戦し，小分子アルカン類を高効率に水酸化可能なバイオ触媒系を開発する．さらに，生成AIを用いる「人工融合酵素」の創出を試みる．