2016 Fiscal Year Annual Research Report
Production of vitamin D hydroxylated compounds
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15K18686
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
安田 佳織 富山県立大学, 工学部, 助教 (70707231)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ビタミンD水酸化体 / シトクロムP450 / 骨粗鬆症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビタミンD水酸化体は、すでに医薬品となっている天然の活性型ビタミンD3（1α,25-ジヒドロキシビタミンD3）やその誘導体を含め、骨粗鬆症やがん等の予防・治療が期待される有用な化合物である。しかしながら、化学合成が困難なことから高価な化合物となっており、安価な製造法が求められている。活性型ビタミンD3については、近年バイオコンバージョン法による安価な生産が実用化されたが、他のビタミンD水酸化体についてはそのような生産報告はない。本研究では、活性型ビタミンD2（1α,25-ジヒドロキシビタミンD2, 1α,25D2）など、これまでバイオコンバージョン法による生産報告例のなかったビタミンD水酸化体を簡便に提供することを目的とした。
我々は、これまでに、放線菌由来CYP105A1の二重変異体(R73A/R84A)が、ビタミンD3を基質に高い活性型ビタミンD3生産能を有することを報告してきた。しかしながら、本変異体とビタミンD2を反応させた場合、活性型ビタミンD2の生成はほとんどみられなかった。前駆体である25-ヒドロキシビタミンD2（25D2）は生成されたが、25D2に対する1α位水酸化活性が極めて低いことがわかった。VD2を基質に25D2を経て1α,25D2を生成する酵素の取得を目的とし、R73V/R84Aと25D2とのドッキングモデルを作製した。Met239がVD2と立体障害を起こしている可能性が示唆されたため、Met239をアラニンに置換したCYP105A1三重変異体（R73A/R84A/M239A）を作製し、25D2に対する1α位水酸化活性を測定した。その結果、変異導入前の二重変異体（R73A/R84A）と比較し、20倍の1α位水酸化活性を有することがわかった。他に、R73A/R84Aを利用した25,26-ジヒドロキシビタミンD2生成にも成功した。
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[Journal Article] Production of an active form of vitamin D2 by genetically engineered CYP105A1.2017
Author(s)
Yasuda K, Yogo Y, Sugimoto H, Mano H, Takita T, Ohta M, Kamakura M, Ikushiro S, Yasukawa K, Shiro Y, Sakaki T
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 486
Pages: 336-341
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Production of an active form of vitamin D and drug metabolites by recombinant actinomycete expressing genetically engineered CYP105A1.2016
Author(s)
Yasuda K, Yogo Y, Takita T, Sugimoto H, Shiro Y, Mano H., Hayashi K, Kamakura M, Ohta M, lkushiro S, Yasukawa K, Sakaki T
Organizer
The Fifth International Conference on Cofactors and Active Enzyme Molecule 2016
Place of Presentation
Toyama
Year and Date
2016-09-04 – 2016-09-08
Int'l Joint Research
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[Presentation] Protein engineering of actinomycete CYP105A1 to produce active forms of vitamin D and drug metabolites2016
Author(s)
Yasuda K, Yogo Y, Takita T, Sugimoto H, Shiro Y, Mano H, Hayashi K, Kamakura M, Ohta M, lkushiro S, Yasukawa K, Sakaki T
Organizer
Cytochrome P450 Biodiversity & Biotechnology 2016
Place of Presentation
Vancouver
Year and Date
2016-07-22 – 2016-07-26
Int'l Joint Research / Invited
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