Rational molecular evolution of CO dehydrogenase (CODH) from HCP, an ancestral CODH-type enzyme without CODH activity

Publicly Offered Research

Project Area	CO world
Project/Area Number	23H04648
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Saitama University
Principal Investigator	藤城貴史埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20740450)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000) Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords	COデヒドロゲナーゼ / Hybrid cluster protein / 金属酵素 / X線結晶構造解析 / 人工酵素 / 一酸化炭素デヒドロゲナーゼ / CODH / HCP / 分子進化
Outline of Research at the Start	太古の嫌気的な地球環境で生まれた初期生物は、生命維持に必要なエネルギーや炭素源の獲得に、一酸化炭素（CO）に依存した代謝系、および、その代謝系に特有のNi含有CO代謝酵素「COデヒドロゲナーゼ（CODH）」を有する。これまでにCODHの触媒機構や、その酵素ファミリーの多様な分子種は解明が進んでいるが、CODHの起源については未だ定かではない。本研究ではCODHの祖先型酵素として最も可能性の高いとされる酵素hybrid cluster protein (HCP)を用いて、変異導入実験によるHCPのCODHへの分子進化過程を再現し、生物界におけるCODHの発生起源を分子レベルで理解することを目指す。