2019 Fiscal Year Research-status Report
α-ヒドロキシ酸を利用した微生物による有用ペプチド生産系の開発
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19K05821
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大竹 和正 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80593631)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 応用生物化学 / タンパク質工学 / バイオテクノロジー / 微生物工学 / 非天然型アミノ酸 / 人工アミノ酸 / 拡張遺伝暗号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らはタンパク質工学と改変型微生物の融合により、微生物生体内で非天然型アミノ酸導入タンパク質を高効率で生産することを可能としてきた。
本課題ではこの手法を拡張し、微生物と非天然型アミノ酸誘導体を利用した有用ペプチドの高効率な生産系の確立を第一の目標とする。また、簡便で低コストな生産系を実現するため、微生物自身が非天然型アミノ酸誘導体を産生できるように改変することを第二の目標とする。
本研究課題では、申請者らが保持するα-ヒドロキシ酸(AHA)特異的改変型酵素や大腸菌コドン再定義株などのタンパク質工学、合成生物学的な知見や技術に代謝工学的観点からのアプローチを取り入れることにより、安価な化合物から細胞内のマシーナリーを用いて有用ペプチドを効率的に生産する系を開発することを目的とする。より具体的には、第一段階としてに非天然型の側鎖をもつAHAであるAlocLysOHと組換えタンパク質発現・精製手法を利用し通常は細菌で生産することが困難な抗菌性ペプチドの生産系の構築を目指しており、この計に必要な各コンポーネントの構築をほぼ終了した。
大腸菌コドン再定義株を用いたAlocLysOHの導入法については確立している。具体的な抗菌ペプチドのターゲットとして複数の候補を選定し、具体的な発現コンストラクトについても複数のパターンを設定して検討中であり、ペプチド-キャリアタンパク質の融合体を封入体として発現し、可溶化、塩基性条件下での切断、ニッケルカラムによるキャリアタンパク質除去を行い精製ペプチドを得る手法を開発中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
AHAを用いたペプチド生産系の構築についてはCOVID-19の影響が出る前まではほぼ順調に推移していた。本感染症の影響により実験停止により少なくとも数ヶ月分の遅延が見込まれる。
AHA導入酵素の改変については当初の戦略からの転換が必要となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きAHA導入によるペプチド生産系の構築を進行し、大腸菌とAlocLysOHを用いたペプチド生産系の確立を目指す。
酵素改変についても異なるアプローチにより実現可能性を引き続き探索する。
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| Causes of Carryover |
(理由)
研究計画の変更に伴い購入を予定していた物品の一部の購入を見合わせ、消耗品の一部について次年度以降の購入が適当であると判断した。
(使用計画)
次年度分として予定していた消耗品の購入に加え、前年度に購入を見送った消耗品の購入を行う。
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