2019 Fiscal Year Annual Research Report
The engineering of terpene cyclase based on the knowledge on control of transition state
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17KT0095
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
淡川 孝義 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80609834)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | テルペン環化 / メロテルペノイド / 遷移状態 / 非天然化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テルペン化合物は多くの医薬品資源を含む。その構造は主にC-Hからなるため、有機合成での調製は通常困難である。生合成酵素を用いて、有用テルペノイド骨格を合成するためには、その鍵反応であるテルペン環化反応への理解が必要不可欠である。本研究では、多様な生理活性を持ち、医薬品シードとして有望な糸状菌由来メロテルペノイド環化酵素に注目し、10‘R-epoxyfarnesyl-dimethylorsellinic acid-3,5-methyl ester、10‘Sの立体異性体を合成する生合成経路をAspergillus oryzaeに構築し、そこに６種のメロテルペノイド環化酵素を発現させることで、新たな化合物の合成を試みた。10‘R-epoxyfarnesyl-dimethylorsellinic acid-3,5-methyl esterに関しては、試験したAscF, Pyr4, AndB, CdmGともに野生型とは異なる、同一の新規生成物が十分量蓄積し、これらを単環性の化合物a,bであると同定した。これらは、共通の遷移状態より、カチオンが水分子の攻撃によって終結したもの、メチル基からの脱水素化で生成したものと考えられ、野生型とは異なる生成物の取得に成功した。また、メロテルペノイドの非天然型環化のため、テルペン部の修飾酵素の新規開拓に取り組み、糸状菌Biscogniauxia sp.より、ジメチルアリル基より脱水素を２回繰り返し、三重結合形成を行う、BisI酵素の機能解析を行い、糸状菌発現系、in vitro反応系を組み合わせることで、本酵素の反応を明らかにした。本酵素は糸状菌３重結合形成の初めての報告となり、新規性の高い報告となった。また、BisIとAscEのキメラ酵素を創出し、大腸菌での発現、精製、in vitro反応、活性検出に成功した。
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