2019 Fiscal Year Annual Research Report
対称分子から非対称環状骨格へのトリテルペン生合成マシナリーの解析とリデザイン
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04648
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐藤 努 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80334655)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生合成 / トリテルペン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環状トリテルペンの生合成研究が大きく進展し，生合成による「天然にないものを自在につくる」ことが現実味を帯びてきた。本研究では，申請者が独自に見出した，対称分子から非対称骨格への変換を行うトリテルペン環化酵素のリデザインにより，複雑構造機能分子を創出する。具体的には，生合成マシナリーの解析とアンブレイン類縁体ライブラリーの構築から，天然物を凌ぐ有用な機能を備えた分子を発掘することを目的とする。本研究では，変異型酵素を用いることによって非天然型アンブレイン類縁体ライブラリーを創出し，天然物を凌ぐ香料や薬理活性を見いだす。変異型酵素のＸ線結晶構造解析を行い，計算化学の手法も取り入れて非天然型アンブレイン類縁体を合成する生合成マシナリー（触媒機構）を解明する。これにより「自在につくる」ことができるようになることを目標としている。今年度は、多くの変異型酵素を作成し、生成物を解析したところ、多くの非天然型アンブレイン類縁体と考えられる化合物を検出することができた。すでに3種類の単離に成功しており、現在構造を解析中である。酵素の結晶化を様々な条件で検討し、X線結晶構造解析に成功した。現在、基質アナログ結合型の結晶化を試みている。また、アンブレイン生合成酵素の酵素活性向上も様々な変異体解析から達成した。加えてアンブレインの新たな生理活性を見出し、香気成分への変換収率についても様々な条件検討を行った結果、飛躍的に向上した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非天然型アンブレイン誘導体を見出すことができたから。また、酵素のX線結晶構造解析にも成功したから。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も随時非天然型アンブレイン誘導体の単離・構造決定を進める。X線結晶構造解析のデータをもとに変異を施すアミノ酸残基を設計し、さらに非天然型アンブレイン誘導体を創出する。また、基質アナログ結合型の結晶構造も解明する。
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Research Products
(25 results)
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[Presentation] Characterization and mutation of class-IB terpene synthase2019
Author(s)
Rafaella Stepanova, Tomoyuki Nishi, Kei Sugawara, Kao Ogawa, Hirotada Takahashi, Daijiro Ueda1, Masahiro Fujihashi, Kunio Miki, Yoko Yasuno, Tetsuro Shinada, Tsutomu Sato
Organizer
KAAB International Symposium 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Characterization and site-directed mutagenesis of class-IB terpene synthase2019
Author(s)
Rafaella Stepanova, Tomoyuki Nishi, Kei Sugawara, Kao Ogawa, Hirotada Takahashi, Daijiro Ueda, Masahiro Fujihashi, Kunio Miki, Yoko Yasuno, Tetsuro Shinada, Tsutomu Sato
Organizer
第60回新潟生化学懇話会
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