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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the process of aggregation by creating an in vitro enzymatic reaction scaffold

Research Project

Project/Area Number 21J22995
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

廣瀬 光了  立命館大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2024-03-31
Keywords色素 / クロロフィル / 酵素 / 有機合成 / 生合成・代謝経路
Outline of Annual Research Achievements

本研究の第一目的としていた「クロロフィル生合成過程に関わる酵素の反応機構の解明」については、既に達成することができた。生体外の酵素反応だけではなく、計算科学の分野も組み合わせることで、標的酵素の反応機構(アミノ酸残基を含めた)を分子レベルで解明することができた。これらの研究成果を取りまとめ、国内の学会で2件の発表を行うことができた。さらに、その研究内容を取りまとめた論文が査読付き国際学術誌に掲載された。
本研究の第二目的としていた「酵素の制御機構(生合成酵素の基質特異性から推測する反応機構や2種類以上の酵素同士の関係性)を含む生理学の解明」に努めた結果、クロロフィル色素の生合成経路に関わる酵素の反応機構を分子レベルで推定でき、国内外の学会で2件の発表を行えただけでなく、その内容の論文が査読付き国際学術誌に掲載された。
また、本研究で培った技術や知識に基づいて、様々な方向性へ研究展開を行った。その結果、新規のクロロフィル(誘導体)の合成と同定を達成することができた。さらに、多数の(非)天然クロロフィル色素の微量分析を行い、分析による同定プロファイルを作成することもできた。加えて、クロロフィル代謝過程で働く重要な酵素についても新たな知見を得ることができた。以上のそれぞれの研究内容について、共著者として国内の学会発表4件に貢献できた。また、それらの研究内容を取りまとめた論文が2報、査読付き国際学術誌に掲載された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] In vitro reversible dehydration in C3-substituents of zinc chlorophyll analogs by BchF and BchV enzymes: Stereoselectivity and substrate specificity in the dehydration2023

    • Author(s)
      Hirose Mitsuaki、Tsukatani Yusuke、Harada Jiro、Tamiaki Hitoshi
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics

      Volume: 1864 Pages: 148959~148959

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2023.148959

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral-phase HPLC separation of (divinyl-)protochlorophyllide-a enantiomers as key precursors in chlorophyll biosynthesis from their 132-stereoisomeric prime forms2023

    • Author(s)
      Shiozaki Mai、Mizoguchi Tadashi、Harada Jiro、Hirose Mitsuaki、Tamiaki Hitoshi
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics

      Volume: 1864 Pages: 148960~148960

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2023.148960

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Predicted Structure of the BciC Enzyme Catalyzing the Removal of the C132-Methoxycarbonyl Group for Biosynthesis of Chlorosomal Chlorophylls: A Mechanism for Dual Catalytic Functions of Hydrolysis and Decarboxylation inside Its Active Site2023

    • Author(s)
      Hirose Mitsuaki、Harada Jiro、Kashiyama Yuichiro、Tamiaki Hitoshi
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 62 Pages: -

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.2c00715

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of regioisomeric diterpenoid tails in bacteriochlorophylls produced by geranylgeranyl reductase from Halorhodospira halochloris and Blastochloris viridis2022

    • Author(s)
      Hirose Mitsuaki、Tsukatani Yusuke、Harada Jiro、Tamiaki Hitoshi
    • Journal Title

      Photosynthesis Research

      Volume: 154 Pages: 1~12

    • DOI

      10.1007/s11120-022-00938-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 3位または8位置換クロロフィル誘導体を用いた生体外でのSGR酵素反応とその基質特異性2023

    • Author(s)
      佐藤颯真, 廣瀨光了, 田中亮一, 伊藤寿, 民秋均
    • Organizer
      第64回植物生理学会年会
  • [Presentation] 3位のビニル基の水和を触媒するBchFとBchVによる亜鉛バクテリオクロロフィリドdとそのホモログ体の脱水反応とその応用2023

    • Author(s)
      廣瀨 光了, 塚谷 祐介, 原田 二朗, 民秋 均
    • Organizer
      第64回植物生理学会年会
  • [Presentation] プロティストによるクロロフィル類の構造・機能改変2023

    • Author(s)
      民秋均, 埜村颯, 廣瀨光了, 柏山祐一郎
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
  • [Presentation] π共役型E環縮環クロロフィル誘導体の合成と物性2023

    • Author(s)
      民秋均, 山下謙真, 廣瀨光了
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
  • [Presentation] BciC酵素による加水分解と脱炭酸反応の推定機構2023

    • Author(s)
      廣瀨 光了, 原田 二朗, 柏山祐一郎, 民秋 均
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
  • [Presentation] 好塩性光合成細菌のゲラニルゲラニル還元酵素による不完全な還元反応2022

    • Author(s)
      塚谷 祐介、廣瀨 光了、原田 二朗、民秋 均
    • Organizer
      第12回光合成学会年会
  • [Presentation] クロロフィル生合成系:酸化還元酵素BchC存在下で加速されるBchF水和反応の解明2022

    • Author(s)
      廣瀨 光了、塚谷 祐介、原田 二朗、民秋 均
    • Organizer
      第29回光合成セミナー2022
  • [Presentation] 緑色硫黄細菌の色素合成経路ではたらくC132位メトキシカルボニル基脱離酵素BciCのAlphaFold2解析による構造解析と生化学的解析からの反応機構の検証2022

    • Author(s)
      廣瀨光了, 原田二朗, 柏山祐一郎, 民秋均
    • Organizer
      第13回藍藻の分子生物学2022
  • [Presentation] A BchF enzyme catalytically dehydrates a 1-hydroxyethyl group at the C3-position in zinc bacteriochlorophyll-d derivatives2022

    • Author(s)
      Mitsuaki Hirose, Yusuke Tsukatani, Jiro Harada, Hitoshi Tamiaki
    • Organizer
      SNCPP22
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 葉緑素(クロロフィル)の生合成に関わる酵素の反応機構を分子レベルで解明

    • URL

      https://www.ritsumei.ac.jp/profile/pressrelease_detail/?id=836

URL: 

Published: 2023-12-25  

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