Redesign of prenyltransfer reactions enabled by "permissive" substrate recognition
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04651
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
邊見 久 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60302189)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | プレニル基転移酵素 / イソプレノイド / 古細菌 |
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| Outline of Research at the Start |
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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
