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2009 Fiscal Year Annual Research Report

超分子化学/遺伝子工学融合による人工アロステリック酵素の開発

Research Project

Project/Area Number 21656213
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

山口 猛央  Tokyo Institute of Technology, 資源化学研究所, 教授 (30272363)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長棟 輝行  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20124373)
山口 哲志  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (80398106)
平川 秀彦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (90451799)
伊藤 大知  東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (50447421)
Keywordsアロステリック効果 / P450 / クラウンエーテル / NIPAM / コンジュゲイション / 分子認識 / 超分子化学 / 遺伝子工学
Research Abstract

生体内に存在するアロステリック酵素は、分子シグナルにより活性を厳密に制御され、生体恒常性を保つ鍵分子である。本研究ではこの機能に創発され、特定イオンを認識して膨潤・収縮するイオン認識応答ポリマー(分子認識ユニット)と、酸化還元酵素であるシトクロムP450(酵素ユニット)のコンジュゲイションを実現し、イオンシグナルにより自身の触媒活性を自律的に制御する人工アロステリック酵素を創製する。
H21年度は、遺伝子工学的手法により、Pseudomonas putida由来P450(P450cam)に存在する7つのシステイン残基のうち、P450camの外表面に露出するCys13、58、334をセリシ残基に置換した上に、さらに基質ポケット入口付近に存在するAsp27をシステイシに置き換えた変異体の作製に成功し、野生体と同等の酵素活性を維持していることを確認した。また連鎖移動剤を用いたラジカル重合により末端にビニルスルホン基を導入したイオン認識ポリマーを合成し、ゲルクロマトグラフィーによる分子量が異なるフラクションへの分取に成功した。さらに、P450camと分子量を制御したイオン認識ポリマーを混合し、導入したシステインCys27とイオン認識ポリマー末端のマイケル付加反応により、コンジュゲイション体の作製を行った。TOF-MS測定によってコンジュゲイションの存在を確認した。今後反応条件の最適化により、高収率でコンジュゲイションできるように改善を行っていくとともに、人工アロステリック酵素としての機能を検証していく。

  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Reverse Response of an Ion-recognition Polyampholyte to Specific Ion Signals at Different pHs2009

    • Author(s)
      Nobuo Hara, Hidenori Ohashi, Taichi Ito, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      Macromolecules 42(4)

      Pages: 980-986

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reentrant Phase Transition Behavior and Sensitivity Enhancement of a Molecular Recognition Ion Gating Membrane in an Aqueous Ethanol Solution2009

    • Author(s)
      Taichi Ito, Yuhei Oshiba, Hidenori Ohashi, Takanori Tamaki, Takeo Yamaguchi
    • Journal Title

      J.Membrane Sci. (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Systematic Device Design,分子からデバイスまで2010

    • Author(s)
      山口猛央
    • Organizer
      平成21年度つくば学生研究交流会
    • Place of Presentation
      独立行政法人産業技術総合研究所つくばの中央第5事業所の研究第2本館6階会議室
    • Year and Date
      2010-03-12
  • [Presentation] 人工アロステリック酵素開発のための分子認識ポリマーと遺伝子組み換え酵素の複合化2010

    • Author(s)
      大柴雄平・田巻孝敬・大橋秀伯・伊藤大知・平川秀彦・山口哲志・長棟輝行・山口猛央
    • Organizer
      平成21年度つくば学生研究交流会
    • Place of Presentation
      独立行政法人産業技術総合研究所つくば中央第5事業所研究第2本館6階会議室
    • Year and Date
      2010-03-12
  • [Presentation] 分子認識性ポリマーを用いた人工アロステリック酵素の開発2009

    • Author(s)
      田巻孝敬・大橋大柴雄平・田巻孝敬・大橋秀伯・伊藤大知・平川秀彦・山口哲志・長棟輝行・山口猛央秀伯・山口猛央
    • Organizer
      材料化学システム工学討論会2009
    • Place of Presentation
      東京大学 医学部教育研究棟
    • Year and Date
      20091206-20091207
  • [Presentation] 分子認識性ポリマー複合型人工アロステリック酵素の開発2009

    • Author(s)
      大柴雄平・大橋秀伯・伊藤大知・平川秀彦・山口哲志・長棟輝行・山口猛央
    • Organizer
      化学工学会 米沢大会2009
    • Place of Presentation
      山形大学 工学部
    • Year and Date
      20090810-20090811
  • [Presentation] アロステリック効果を持つ分子認識ポリマー・酵素コンジュゲート体の開発2009

    • Author(s)
      大柴雄平・田巻孝敬・大橋秀伯・伊藤大知・平川秀彦・山口哲志・長棟輝行・山口猛央
    • Organizer
      酵素工学研究会 第62回講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 山上会館
    • Year and Date
      2009-11-13

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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