2020 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of highly functionalized naphthoquiones based on the mechanistic understanding of biosynthetic enzymes
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19H03385
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| Research Institution | Musashino University |
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Principal Investigator |
市瀬 浩志 武蔵野大学, 薬学部, 教授 (40282610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 和樹 武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30779822)
熊本 卓哉 広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (50292678)
橋元 誠 武蔵野大学, 薬学部, 講師 (80552893)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生合成 / 二量化 / モデリング / ナフトキノン / 全合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Streptomyces coelicolor A3(2)の生産するactinorhodin(ACT)は、ナフトキノン(NQ)二量体の基本骨格を有し、Type II 型polyketide synthase (PKS)を中核とする単機能酵素群による多段階反応の中に、連続酸素添加並びに位置特異的二量体化という高度官能基化を伴って生合成される芳香族ポリケタイド化合物である。 ACTならびにNQのC-配糖体構造をもつmedermycin (MED)とgranaticin (GRA)に関与する生合成酵素群を利用して、NQ骨格形成に含まれる高度官能基化機構の統合的解明を基盤として下記の6つの目的を設定して研究を展開している。
1.フラビン依存型酸素添加酵素（FMO）ActVA-5/ActVBと類縁酵素の機能解析; 2.改変型FMO酵素群の設計・調製と二量体化酵素ActVA-4/ActVA-3の機能解析; 3.天然型および改変型各種FMOによる各種多環性基質への酸素添加システム構築; 4.ActVA-4/ActVA-3による各種NQ型基質による多量体化反応の試行; 5.AcVA-4/ActVA-3類縁酵素によるNQ型化合物の多量体化反応の実施; 6.改変型高度官能基化酵素システムの設計・調製と高度官能基化NQ化合物の創成.
当初の年度目標は「改変型FMO酵素群の設計・調製と二量体化酵素ActVA-4/ActVA-3の機能解析」であったが、新型コロナウィルス感染症による影響により、研究計画を変更し、当該の酵素群の調製を2020年度内に達成した。研究期間延長期間（2021年7月末まで）にActVA4/VA3のモデリングと二量化活性に重要なチロシン残基の特定した。また、ActVA-5/ActVBの基質となるDDHKの全合成法を確立し、研究分担者らとともに論文発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウィルス感染症の影響により、研究計画の変更と研究期間の延期を余儀なくされたが、延長期間末に顕著な成果をあげることができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
改変型の酸素添加酵素と二量化酵素を調製することにより、多様な酵素活性を有した酵素の機能開拓を進める予定である。
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