Development of D amino acid derivative synthetic method by ancestral L-amino acid oxidases

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05395
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Nakano Shogo 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (80748541)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 祖先型再構成法 / L-アミノ酸酸化酵素 / X線結晶構造解析 / 光学分割 / 物質生産

Outline of Final Research Achievements

Through the integration of an innovative enzyme classification method and ancestral sequence reconstruction, we engineered hyperthermostable ancestral L-amino acid oxidases (HTAncLAAO2). Structural analysis, including crystallography, delineated the substrate entrance pathway and elucidated the mechanism of substrate recognition for HTAncLAAO2. The HTAncLAAO2(W220A) variant demonstrated heightened activity towards L-Trp, making it a promising candidate for the deracemization of D,L-amino acids to D-forms. Consequently, this enabled the establishment of a chemo-enzymatic system for the production of D-Trp derivatives from racemic mixtures, utilizing the HTAncLAAO2(W220A) variant as a biocatalyst.

Free Research Field

タンパク質工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

データベースに登録されている配列の多くは、その機能が同定されておらず未利用資源として存在している。本研究を通してL-アミノ酸酸化酵素を題材としつつ、未利用資源の中から産業応用のポテンシャルを秘めた新規酵素の探索を可能にする技術開発を実現できた。今後ますます増大するであろう配列データの有効利用を実現可能にするための基盤となる研究成果であり、学術的にも社会的にも意義が高いものであると信じている。