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Development of amide compounds production using functional biomolecules

Research Project

Project/Area Number 26289318
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

KINO Kuniki  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60318764)

Research Collaborator Kurumizaka Hitoshi  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2014: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Keywordsバイオテクノロジー / 遺伝子 / 酵素 / 生体分子 / 生物・生体工学 / ペプチド / アミド化合物 / 酵素工学
Outline of Final Research Achievements

Some dipeptides have specific physiological functions such as antihypertensive and taste-improving effects. We identified that Met-Gly and Pro-Gly are the new dipeptides as salt taste enhancer. The dipetides were synthesized by L-amino acid ligase (Lal), which is a microbial enzyme that catalyzes dipeptide synthesis from unprotected L-amino acids by hydrolysis of ATP to ADP. We have developed an efficient production process of Met-Gly and Pro-Gly using Lals with structure-based site-directed mutagenesis.
Aminoacyl prolines (Xaa-Pro), which are valuable compounds because of their biological activity, have been synthesized using the adenylation domain (A domain) of nonribosomal peptide synthetase (NRPS). Utilization of ATP-dependent enzymes for industrial processes is limited by the high cost of ATP. Therefore, the ATP regeneration system from AMP or ADP has been developed using a class III polyphosphate kinase 2, which was coupled with Xaa-Pro synthesis catalyzed by A domain of NRPS.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を発揮するジペプチドの探索とその効率的な合成法2017

    • Author(s)
      木野邦器、木野はるか
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 55 Pages: 182-188

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  • [Journal Article] L-アミノ酸リガーゼを利用したジペプチドライブラリーの構築と塩味増強効果を有するジペプチドの探索2016

    • Author(s)
      木野邦器、木野はるか
    • Journal Title

      日本醸造協会誌

      Volume: 111 Pages: 79-85

    • NAID

      130007414909

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    • Author(s)
      木野邦器
    • Journal Title

      生物工学会誌

      Volume: 94

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  • [Journal Article] ペプチド合成酵素の探索とオリゴペプチド合成法の開発2016

    • Author(s)
      木野邦器
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 67 Pages: 40-47

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    • Author(s)
      Haruka Kino, Shota Nakajima, Toshinobu Arai and Kuniki Kino
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: XX

    • NAID

      40020927571

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    • Author(s)
      木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
    • Journal Title

      Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi

      Volume: 62 Issue: 6 Pages: 274-281

    • DOI

      10.3136/nskkk.62.274

    • NAID

      130005089938

    • ISSN
      1341-027X, 1881-6681
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  • [Journal Article] Alteration of the substrate specificity of L-amino acid ligase and selective synthesis of Met-Gly as a salt taste enhancer2015

    • Author(s)
      Haruka Kino and Kuniki Kino
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 79 Issue: 11 Pages: 1827-1832

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1056511

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  • [Journal Article] Structure of RizA, an L-amino-acid ligase from Bacillus subtilis.2015

    • Author(s)
      Kagawa W, Arai T, Ishikura S, Kino K, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr F Struct Biol Commun.

      Volume: 71 Issue: 9 Pages: 1125-1130

    • DOI

      10.1107/s2053230x15012698

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  • [Journal Article] Hydroxamate-based Colorimetric Assay to Assess Amide Bond Formation by Adenylation Domain of Nonribosomal Peptide Synthetases2015

    • Author(s)
      Ryotaro Hara, Ryohei Suzuki, and Kuniki Kino
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 47 Pages: 89-91

    • DOI

      10.1016/j.ab.2015.01.006

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  • [Journal Article] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索2015

    • Author(s)
      木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
    • Journal Title

      日本食品科学工学会誌

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130005089938

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    • Author(s)
      木野邦器
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Place of Presentation
      京都女子大
    • Year and Date
      2017-03-18
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      駒林卓磨、橋田紋佳、紫牟田ひな子、木野邦器
    • Organizer
      日本農芸化学会
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      京都女子大
    • Year and Date
      2017-03-18
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      鈴木伸、平井健吾、原良太郎、木野邦器
    • Organizer
      日本農芸化学会
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      京都女子大
    • Year and Date
      2017-03-18
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  • [Presentation] 新規ポリリン酸キナーゼによるAMPからのATP再生を利用したアミノアシルプロリン生産2016

    • Author(s)
      鈴木伸、原良太郎、木野邦器
    • Organizer
      日本化学会第6回CSJフェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2016-11-14
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  • [Presentation] 酵素反応と化学反応の融合による新規アミノ酸アミド合成法の開発2016

    • Author(s)
      平井健吾、鈴木伸、原良太郎、木野邦器
    • Organizer
      酵素工学研究会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館
    • Year and Date
      2016-10-07
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  • [Presentation] アミノアシルプロリン合成におけるピロフォスタファーゼの効果と菌体反応系での生産2016

    • Author(s)
      鈴木伸、原良太郎、木野邦器
    • Organizer
      日本生物工学会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-29
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  • [Presentation] Fatty accyl-AMPリガーゼを利用した脂肪酸アミド合成法の開発2016

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      平井健吾、原良太郎、木野邦器
    • Organizer
      日本生物工学会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-29
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  • [Presentation] グリーンバイオを推進する酵素探索と機能開発2016

    • Author(s)
      木野邦器
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      2016年度グリーンバイオイノベーションフォーラム設立記念シンポジウム基調講演
    • Place of Presentation
      東京大学農学部中島記念ホール
    • Year and Date
      2016-07-20
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    • Invited
  • [Presentation] 単一酵素によるAMPからのATP再生系の構築とアミノアシルプロリン合成への利用2015

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      鈴木伸一,原良太郎,木野邦器
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      日本生物工学会2015年度大会
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      城山観光ホテル(鹿児島)
    • Year and Date
      2015-10-26
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  • [Presentation] L-アミノ酸リガーゼへの変異導入による塩味増強ジペプチドPro-Glyの効率的合成法の開発2015

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      木野はるか, 木野邦器
    • Organizer
      日本生物工学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル(鹿児島)
    • Year and Date
      2015-10-26
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  • [Presentation] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索2015

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      梅澤覚,角谷政尚,服部宏一,東條博昭,駒井強,斉藤司,木野はるか,木野邦器
    • Organizer
      日本生物工学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル(鹿児島)
    • Year and Date
      2015-10-26
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  • [Presentation] PepQおよびPutA欠損大腸菌の休止菌体を利用したアミノアシルプロリン生産2015

    • Author(s)
      鈴木伸,原良太郎,木野邦器
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      第74回酵素工学研究会
    • Place of Presentation
      山上会館(東京大学)
    • Year and Date
      2015-10-16
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alteration of the Substrate Specificity of L-Amino Acid Ligase and Selective Synthesis of Functional Dipeptide2015

    • Author(s)
      Haruka Kino, Kuniki Kino
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      BIOTRANS2015
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-07-26
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 立体構造解析に基づくL-アミノ酸リガーゼの改変と塩味増強効果を有するMet-Glyの選択的合成法の開発2015

    • Author(s)
      木野はるか、木野邦器
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      岡山・岡山市・岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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  • [Presentation] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索と効率的な生産法の開発2014

    • Author(s)
      木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
    • Organizer
      日本生物工学会2014年度大会
    • Place of Presentation
      北海道・札幌市・札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 結晶構造情報に基づくL-アミノ酸リガーゼTabSの基質特異性の改変2014

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      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      北海道・札幌市・札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
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  • [Presentation] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索2014

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      木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
    • Organizer
      第68回日本栄養・食糧学会大会
    • Place of Presentation
      北海道・江別市・酪農学園大学
    • Year and Date
      2014-05-30 – 2014-06-01
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  • [Book] Microbial Production - From Genome Design to Cell Engineering, Capter 17: Enzymatic Production of Designed Peptide2014

    • Author(s)
      Hideharu Anazawa, Sakayu Shimizu (Editors), Kuniki Kino, et al
    • Total Pages
      306
    • Publisher
      Springer
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    • URL

      http://www.waseda-applchem.jp/jp/

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  • [Remarks] ニュース:木野邦器教授が、平成27年度科学技術分野の文部科学大臣表彰(研究)を受賞しました。

    • URL

      http://www.waseda-applchem.jp/jp/

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  • [Remarks] <受賞>応用化学科 木野邦器教授、電気情報生命工学科 牧本俊樹教授、生命理工学専攻 筒井和義教授

    • URL

      http://www.ase.sci.waseda.ac.jp/docs/eventandnews/415

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  • [Remarks] イノベーティブな8人の研究者

    • URL

      http://www.waseda.jp/top/news/25822

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      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イミダゾールジペプチド合成活性を有するタンパク質及びイミダゾールジペプチドの製造方法2016

    • Inventor(s)
      木野邦器
    • Industrial Property Rights Holder
      木野邦器
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-252275
    • Filing Date
      2016-12-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 塩味増強剤2015

    • Inventor(s)
      木野はるか, 角谷政尚, 服部宏一, 木野邦器
    • Industrial Property Rights Holder
      木野はるか, 角谷政尚, 服部宏一, 木野邦器
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-128323
    • Filing Date
      2015-06-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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