2013 Fiscal Year Annual Research Report
メタゲノムスクリーニングと進化分子工学的手法の融合による有用生体触媒の創製
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22360349
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
伊藤 伸哉 富山県立大学, 工学部, 教授 (90213066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧野 祥嗣 富山県立大学, 工学部, 講師 (20347355)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 生体触媒 / メタゲノム / 光学活性アルコール / スクリーニング / 進化分子アルゴリズム |
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| Research Abstract |
土壌環境DNA(メタゲノム)から有用還元酵素PARとLSADHの遺伝子を標的とした類似遺伝子を直接的にPCR法にて増幅し、これらをparまたはlsadhを発現するプラスミドベクターに、N-およびC-末端近傍で融合する方法で単離し、効率的にライブラリー化するための基盤技術を確立した。得られた遺伝子の解析結果から、PARでは 30個、LSADH では40個ほどの重複を除く関連酵素遺伝子が取得できた。PARについては、メタゲノムから得られたものは、すべてPARのホモログであった。それらの酵素化学的な性質の解析を行い、従前の一般的な進化分子工学的手法で獲得した変異株の情報も含め、熱安定性に関与するアミノ酸残基を幾つか特定することができた。また、2-メチルバレルアルデヒドを不斉還元する際に高立体選択性を実現するアミノ産残基も判明した。LSADHについては、メタゲノムを一般土壌から発酵中の堆肥に変更することにより、ホモログ（相同性が98％以上）のみならず、さまざまな新規酵素遺伝子（相同性が73-75％, 50-63％, 36-44％, 17％以下）を多数取得することができた。それらの酵素化学的な性質の解析を行った結果、有機溶媒耐性を示す酵素、基質特異性が明らかにLSADHと異なり優位にキラルアルコールを合成できる酵素など、当該酵素ライブラリーがキラルアルコール生産用酵素触媒として極めて有用であることを証明した。また、別途Pseudomonas細菌由来のADHホモログ酵素もメタゲノムより取得し、約20種の酵素の評価を行い不斉還元用の酵素ライブラリーに付け加えた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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