Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
プレニル基転移反応は、イソプレノイドという自然界で最大の天然化合物群の生合成に関わる酵素反応であり、この反応の生成物を変化させることでイソプレノイドの構造多様性を拡張することが可能となる。最近我々は通常の酵素が受け入れない化合物を基質とするプレニル基転移酵素を見出している。その基質認識機構を解明し、その知見をもとに他の酵素の厳格な基質認識を変化させることで、非天然イソプレノイドの合成を試みる。
各種プレニル基転移酵素を対象として、それらの「緩い」基質特異性の物質生産への応用、およびその特異性の分子機構の解明を目指した研究を実施した。シス型プレニル基転移酵素に関しては、メタン生成古細菌より見出した、基質特異性の緩い同酵素であるMM_0014が、通常の基質であるイソペンテニル二リン酸の４位炭素へのプレニル基転移（C-プレニル化）反応だけでなく、グリセロールなど小分子アルコールの水酸基へのプレニル基転移（O-プレニル化）反応を触媒できることを、X線結晶構造解析や質量分析などにより明らかにした。また、古細菌膜脂質の生合成に関わるプレニル基転移酵素の緩い基質特異性を利用し、天然には存在しないC30という長い炭素鎖を有する古細菌膜脂質アナログの酵素合成、および大腸菌による生産に成功した。その他、近年我々が見出した古細菌型メバロン酸経路の中間体を、野生型および変異型の各種プレニル基転移酵素の基質とする実験も実施した。期待した結果を得ることはできなかったものの、その研究の過程で、同経路に関わる新奇酵素について、いくつかの新しい発見を行うことができた。例えばホスホメバロン酸脱水酵素が、真正細菌由来の近縁酵素に関する報告とは異なり、[4Fe-4S]型の鉄硫黄クラスターを活性中心に保持していることをEPR解析により証明した。また、ホスホトランスアンヒドロメバロン酸脱炭酸酵素がプレニル化フラビンを補酵素とすることを再構成実験により証明した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019
All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 3 results)
Journal of Biological Chemistry
Volume: in press Pages: 100679-100679
10.1016/j.jbc.2021.100679
生化学
Volume: 93 Pages: 221-224
40022582932
Synthetic Biology
Volume: 5 Issue: 1
10.1093/synbio/ysaa018
Applied Environmental Microbiology
Volume: 86 Issue: 6
10.1128/aem.02889-19
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 520 Issue: 2 Pages: 291-296
10.1016/j.bbrc.2019.09.143
