2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K15393
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡本 泰典 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50843405)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 酵素カスケード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複数の酵素 (生体触媒) を同時利用した酵素カスケードでは、酵素反応の利点である温和な反応条件と高い選択性に加え、中間体の単離・精製を省略可能なため、高い空間時間収率も期待できる。 このように低環境負荷型の物質変換技術として、酵素カスケードは有望である。 酵素カスケードに合成触媒を統合できれば、合成可能な分子の種類が飛躍的に増大する。しかし、合成触媒と生体触媒では至適反応条件が大きく異なることが多い。本報告者は水中 (pH 7、常温) という酵素反応と同様の条件下で動作するイリジウム錯体を予備的に見出していた。本研究では、このイリジウム錯体触媒の生成物によって駆動する天然酵素を組み合わせることで、犠牲試薬や高価な補酵素を必要としない合成-生体触媒カスケードの構築をめざしている。
令和2年度はin situでの錯形成に基づくスクリーニングによって見出していた上記のイリジウム錯体を合成・単離した。ワンポットでの酵素との共利用の前段階として、酵素を含むいくつかの生体分子の存在下で触媒反応を検討し、イリジウム錯体の生体分子に対する堅牢性を確認した
令和3年度は既報を参考にして過酸化水素駆動型の改変ヘムタンパク質の発現系を構築した。各種条件検討の結果、既報ほどではないが、目的タンパク質を得ることができ、触媒活性も確認することができた。そこで、上記のイリジウム触媒とこの改変ヘムタンパク質からなる酵素カスケードを検討したところ、わずかではあるが、酵素カスケードの最終生成物に由来すると考えられる吸収変化が見られた。この研究の成果を受け、今後の展開として、このカスケード反応のさらなる最適化を進める。
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