2023 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 |
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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
本年度は、昨年度、ActVA-4/ActVA-3をヘテロ二量化酵素として解明したことを受けて、ACTVA-4の類縁酵素Lom-19を利用して、改変型酵素の設計と機能解析を実施した。モデリング解析から両酵素の活性ポケット付近のアミノ酸残基の改変、キメラ作成等を行い、ActVA-4型酵素への変換を試みたが、成功に至っていない。一方、ActVA-3は立体構造のモデリングに成功し、活性発現に重要なアミノ酸を見出した。また、関連のNQ代謝酵素群の機能解析に成功し、学会成果発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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