Functional analysis of terpene synthases and its application to the synthesis of unusual terpenoids
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04661
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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 | Osaka City University |
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Principal Investigator |
品田 哲郎 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30271513)
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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 |
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 生合成酵素 / 有機合成 / 酵素反応 / テルペノイド / 生合成 / 非天然型化合物 / テルペン合成酵素 / 鎖状テルペン / 基質合成 / 反応解析 / 反応機構 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では（１）解析が進んでいないテルペン合成酵素の機能と構造を明らかにすること、ならびに、（２）基質の再設計から非天然型のテルペンアナログを合成する方法を開拓することを目的とする。具体的には、酵素反応基質を合成し、酵素反応に供する。生成物の構造解析、酵素の構造解析、反応機構の解析を通じて「精密な生合成設計図を描くこと」に貢献するとともに、「天然にはない複雑骨格機能分子の創製」に向けた道筋を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機合成を基盤として（１）解析が進んでいない天然物生合成合成酵素の機能と構造を明らかにすること、ならびに、（２）基質の再設計から非天然型のテルペンアナログを合成する方法を開拓することを研究目的とした。これにより、新学術領域、生合成リデザインの発展に貢献する。
課題（１）の成果として（あ）～（え）に示す、生合成酵素の機能を調べるための基質合成と酵素の機能解析を行った。得られた成果はそれぞれ論文発表した。（あ）枯草菌由来の新規クラスIB,C35長鎖テルペン合成酵素の機能解析：長鎖テルペンアナログを合成し、酵素・基質結晶構造を作成、その解析に成功した。これより新規クラスIBテルペン合成酵素の反応機構の詳細を明らかにできた。（い）植物由来C25テルペン環化酵素の機能解析：表題の環化酵素の機能解析に資する長鎖テルペンを合成し、その結晶構造解析を元に、環化酵素の機能を明らかにした。（う）アミノキャリアータンパク質が関与する含窒素生合成経路の解明：アミノキャリアータンパク質が関与する含窒素天然物生合成経路の詳細を明らかにするために、鍵中間体の一つであるDADHの初の合成を行った。（え）電子環状反応を促進する新規生合成酵素の機能解析：オルトジアルキル置換ベンゼンを生合成するPKS生合成系の詳細を初めて明らかにした。
課題（２）の成果として、本年度はテルペン合成酵素から誘導される含窒素化合物の構造を決定するための化学合成を行った。生成物の推定構造として、5員環炭素骨格に環状アミドが連結しかつ、3つの不斉炭素中心を有するものを想定した。検討の結果、市販されているテルペンを出発原料として、2つの不斉炭素中心を含む中間体まで合成できた。現在、アミド複素環の構築を進めている。
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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
(11 results)
