2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of soluble expression technology and utilization of enzymes from plants and animals
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17H06169
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
浅野 泰久 富山県立大学, 工学部, 教授 (00222589)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 拓也 富山県立大学, 工学部, 助教 (00748527)
日比 慎 富山県立大学, 工学部, 准教授 (30432347)
松井 大亮 立命館大学, 生命科学部, 助教 (40748513)
中野 祥吾 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (80748541)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒドロキシニトリルリアーゼ / アルドキシム-ニトリル経路 / ヤンバルトサカヤスデ / アルドキシム脱水酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質のα-へリックス構造の、親水性領域に存在する疎水性アミノ酸を親水性アミノ酸に置換する、または、同部分の疎水性領域に存在する親水性アミノ酸を疎水性アミノ酸に置換する方法で、活性型酵素として大腸菌などで発現させる「α-ヘリックス則」を提案した。また、BLAST検索の結果から多数回のアライメントと解析を行う「INTMSAlign」プログラムを発展させ、アミノ酸の疎水性インデックスを加味して定義したHiSol値を用いてホットスポットを見いだす手法を開発した。一例として、2-オキソグルタル酸依存型L-ピペコリン酸水酸化酵素の可溶性発現および耐熱性を顕著に向上させる変異を見出した。約、40倍以上可溶性発現量（単位培養当たり）が向上した。
ヤンバルトサカヤスデのゲノム解析を行い、12のスカフォールド)からなるドラフトゲノムを得た。また、ヤスデ各組織のRNA-seqデータから、ヤスデゲノム上の遺伝子を推定した。ヤスデのマンデロニトリル生合成に関与するシトクロムP450を探索し、アルドキシム脱水酵素様P450を見出した。
ヤンバルトサカヤスデおよびキシャヤスデ由来のヒドロキシニトリルリアーゼ（それぞれChuaHNLおよびPlamHNL）のX線結晶構造解析を行った。PlamHNLの合理的変異により抗血栓薬クロピドグレル合成の重要中間体（R）-2-クロロマンデロニトリルの合成を可能にした。また、植物Linum usitatissimum由来のHNLおよび Bacillus sp. OxB-1由来アルドキシム脱水酵素OxdBのX線結晶構造解析を行った。OxdBが触媒するKemp 脱離反応の有用物質生産への応用を検討し、アルケンから合成したジヒドロイソキサゾールをOxdにより不斉開環し、一気にβ-ヒドロキシニトリルを得る、新しい光学分割法を開発した。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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