Construction of Non-natural biosynthetic system by using DNA scaffold for controlling the distance between the enzyme
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04653
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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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中田 栄司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (70467827)
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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 | 分子コンビナート / 酵素間距離 / 物質変換システム / 非天然物合成 / DNAナノ構造体 |
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| Outline of Research at the Start |
微生物などが有する天然化合物合成システムに倣い、試験管内で酵素間距離を制御することで、積極的に非天然骨格を有する生理活性物質の生合成を合目的におこなう。そのために、申請者らが開発した試験管内での高効率な物質変換システム「分子コンビナート」を応用し、様々な酵素を組み合わせて非天然化合物を試験管内で高効率に創出できる「分子コンビナート」を創製する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAナノ構造体と酵素間をつなぐアダプターにさらに新たな戦略を導入した。これまで直交性を有するモジュール型アダプター(DNA結合性タンパク質とタグタンパク質の組み合わせ)として、基質の選択性によって直交性を発揮するものとDNAの配列選択的に直交性を発揮するものの2種類を報告してきた。さらに、これらは反応速度論に基づいた戦略を基にすることで合理的に設計できることを明らかとしてきた。今年度は、その戦略に基づいて、タグタンパク質の基質をその結晶構造に基づいて新たにデザインした。具体的には、モジュール型アダプターと基質修飾DNA配列との反応は、DNA結合性タンパク質によるDNA配列の認識とその後に起こる基質とタグタンパク質の反応に大別される。本来のタグタンパク質と基質では、基質とタグタンパク質の反応性が高すぎるために配列選択性が発揮されなかった。そこで、新規にデザインした基質は、先の戦略に基づき、あえて基質とタグタンパク質の反応性を抑え、選択性は発揮しつつもその反応速度には影響を及ぼさない程度に調節をおこなった。その結果、これまでDNA配列選択的なモジュール型アダプターに利用できなかったタグタンパク質を用いても設計できることを明らかとした。このモジュール型アダプター群は先に完成していた配列選択的なモジュール型アダプター群とは基質の選択性を基にした直交性を発揮することも示されたため、モジュール型アダプターの多様性をさらに拡張させることに成功した。
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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
(16 results)
