天然ペプチド系化合物に構造・機能多様性をもたらす新規酵素・生合成機構の解明と応用

2022 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 22H04976
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section F
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大利 徹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70264679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 洋行 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 教授 (20416663) ; 小笠原 泰志 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20732986) ; 濱野 吉十 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (50372834)
• Project Period (FY): 2022-04-27 – 2027-03-31

Summary of the Research Project

本研究は、エピメラーゼの反応機構解析と、シュードペプチド形成に関わる特異な構造の合成機構解析に取り組むものである。前者では、４種の新規エピメラーゼを対象とする。既に生合成クラスター内で機能不明な一遺伝子を有力な候補として挙げており、他のエピメラーゼも既知のエピメラーゼにはない特徴を有している。後者では、４つの天然化合物内のユニークな構造の生合成機構を対象としている。いずれの生合成遺伝子も生産菌のドラフトシーケンスから候補遺伝子が明らかになっており、一部では反応に関わる因子の解明も進んでいる。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

本研究が対象とする４種のエピメラーゼは、応募者がこれまでの研究で見いだした独自性の高い酵素である。既知酵素と全く相同性もないことから、新規の反応機構を有する可能性が高く、基質特異性の広い酵素であることが期待される。これらの酵素の反応機構解明は、いまだに不明な点が多いエピメラーゼの反応機構の理解に大きく貢献することが期待される。また、γポリグルタミン酸鎖の合成後エピメリ化を行う酵素の高活性化が可能になれば、分解抵抗性が高い土壌保湿剤等への応用が期待される。