2013 Fiscal Year Annual Research Report
含窒素化合物変換酵素群の分子制御による有用物質合成
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23248015
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
浅野 泰久 富山県立大学, 工学部, 教授 (00222589)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 英伸 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50285160)
冨宿 賢一 富山県立大学, 工学部, 助教 (70392090)
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| Project Period (FY) |
2011-05-31 – 2014-03-31
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| Keywords | 光学分割 / 微生物酵素 / 植物酵素 / ラセマーセゼ / 含窒素化合物 |
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| Research Abstract |
本研究では、植物および微生物の「アルドキシム－ニトリル経路」の酵素群を開発し、有機合成化学では不可能な種々の反応に有効に利用した。すなわち、ニトリルヒドラターゼ、立体選択的アミノ酸アミド加水分解酵素、a-アミノ-e-アミノカプロラクタム（ACL）ラセマーゼ、カルボン酸アミド化酵素、植物由来ヒドロキシニトリルリアーゼ（HNL）等、多数の含窒素化合物変換酵素分子を用いて、有用物質合成反応を達成するための基盤整備と応用展開を行った。
(1) a-アミノニトリルのダイナミックな光学分割:世界に先駆けてa-アミノニトリルを基質とするダイナミックな光学分割を可能にし、光学活性アミノ酸を収率100%、光学純度100%で合成した。(2) ACLラセマーゼの構造解析と合理的改変： ACLラセマーゼの立体構造を解明し、基質複合体のドッキングにより活性部位を探索した。その結果に基づき、活性中心近傍のアミノ酸残基に変異を与え、基質特異性の拡張を行った。アミノ酸と基質のアミノ酸アミドを区別している残基を解明した。フェニルアラニンアミドに対して活性が向上した変異型酵素を得、光学活性アミノ酸を合成した。(3)ニトロアルドール（Henry）反応：各種のHNLをアルデヒドなどのカルボニル化合物とニトロメタンなどのニトロ化合物を基質とするHenry反応（ニトロアルドール反応）によって、光学活性なb-ニトロアルコールを合成した。(4) 可溶性HNLの発現メカニズムの解明：Manihot esculenta HNL遺伝子の大腸菌における発現の研究において、His103など可溶性発現を左右するアミノ酸残基をランダム変異法やin silicoで探索し、実際に酵素に変異を導入し、それらの酵素の可溶性やフォールディングへの影響について検討した。
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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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