2021 Fiscal Year Research-status Report
植物の新規ニトロ基合成酵素の分布と基質認識に関与する構造の解明
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20K05861
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
山口 拓也 富山県立大学, 工学部, 助教 (00748527)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | CYP94A / ニトロ基合成酵素 / シトクロムP450 / ビワ / ウメ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が生合成する二次代謝産物 (植物特化代謝物) は莫大な構造多様性を有している化合物群である。ニトロ基は医農薬品などの人工の化合物に頻繁に含まれる官能基であるが、ニトロ基を含む天然物は非常に少なく、植物のニトロ基合成酵素は未解明であった。ビワの花から見出した新規シトクロムP450 (CYP94A90) はフェニルアセトアルドキシムを(2-ニトロエチル)ベンゼンに変換する新規ニトロ基合成酵素である。だが、CYP94Aファミリーは脂肪酸ω水酸化酵素として知られており、双子葉植物に広く保存されている。そこで本研究の目的は、CYP94A90とビワ以外の植物由来CYP94Aの脂肪酸ω水酸化活性とニトロ基合成活性を検出し、さらにCYP94A90の基質認識に関与する構造を解明することである。
昨年度までに複数の植物に由来するCYP94Aの酵母における異種発現系を構築し、ニトロ基合成活性を有していることを明らかにした。しかし、酵母におけるこれらの産生量が低く、機能解析を行うために必要な酵素量を確保できなかったため、本年度は大腸菌を宿主とした発現系を検討した。ビワ由来CYP94A90の大腸菌における生産量は低かったが、ウメ由来CYP94Aの生産量は極めて高かった。そこでウメ由来CYP94Aをモデル酵素として以降の研究に用いることとした。また、alphafold2を用いてCYP94Aのホモロジーモデルを作製し、フェニルアセトアルドキシムと脂肪酸の認識に関わるアミノ酸残基を推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
CYP94Aの異種生産レベルが低く、大腸菌におけるCYP94Aの産生条件を見出すことに時間を要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初、ビワ由来CYP94A90をモデルとしてニトロ基合成酵素の基質認識に関わる構造を特定することを予定していた。しかし、CYP94A90の大腸菌における産生量が極めて低く、機能解析が困難であった。そこで、大腸菌で高産生可能なウメ由来CYP94Aをモデル酵素として機能解析を行う。
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Research Products
(1 results)
