2017 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation and utilization of biosynthetic pathway not involving known isopentenyl diphosphate isomerase homologs
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16K14911
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐藤 努 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イソプレノイド / テルペノイド / 生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、60,000種に及ぶイソプレノイド生合成の全てに関わり、イソプレノイド生合成経路の律速段階となっているイソペンテニル二リン酸異性化反応の効率化に挑戦する。具体的には、従来型とは異なる新しいタイプのイソペンテニル二リン酸異性化酵素の同定とその触媒機構の解明から、これまでの壁を打ち破る有効な生物合成系の樹立を目指す。
１）昨年度、１種のファルネシル二リン酸合成酵素がイソペンテニル二リン酸のみを基質としてファルネシル二リン酸を合成し、イソペンテニル二リン酸異性化酵素（IDI）活性を持つことが示唆される実験結果について、in vitro試験については再現性を得ることができた。また、連携研究者の葛山博士らが開発した、IDI活性がないと生育できない大腸菌の系に同遺伝子を導入したが、生育しなかった。つまり、in vivoの系ではIDI活性があることを明確に証明する結果を得ることはできなかった。本年度、さらにベクターや培養条件を検討したが、昨年度同様であった。
２）昨年度、アミノ酸配列から予想したIDI活性に関与する残基に部位特異的変異を導入して14Cの基質を用いて生成物を解析したが、野生型と変化が見られず、予想は正しくないことが判明した。今年度さらに他のアミノ酸残基をターゲットにしたが、IDI活性に関与する残基の特定には至らなかった。
３）昨年度、基質アナログが結合したＸ線結晶構造解析が成されている１種のゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素がIDI活性を持つことが判明した。今年度、三次元構造の詳細な解析から、IDI活性に寄与する残基を推測し、変異酵素の機能解析を行った。今後、IDI活性に寄与する残基を特定する予定である。
４）他の新型IDIの候補のクローニングを現在進行中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予想に反し、IDI活性に寄与する残基を特定するに至っていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｘ線結晶構造解析が成されている１種のゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の解析から、IDI活性に寄与する残基を特定する。他の新型IDIの候補のクローニングを精力的に行う。
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| Causes of Carryover |
現在執筆中の論文が想像以上に大がかりなものになりそうです。8割方完成しているが、延長し、再実験を行って完成をさせたい。
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[Journal Article] Crystal structure and functional analysis of large-terpene synthase belonging to a newly found subclass2018
Author(s)
Fujihashi, M., Sato, T., Tanaka, Y., Yamamoto, D., Nishi, T., Ueda, D., Murakami, M., Yasuno, Y., Sekihara,A., Fuku, K., Shinada, T., Miki, K.
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Journal Title
Chem. Sci.
Volume: 9
Pages: 3754-3758
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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