基質消費スクリーニングを用いたテルペン酵素の多様化と機能進化
Publicly Offered Research
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
25108704
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
梅野 太輔 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00400812)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | テルペノイド / 進化分子工学 / 代謝工学 / スクリーニング / 反応特異性 / カロテノイド / ランダム変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ランダム変異によって多様化したテルペン酵素の変異体プールの中から，独自技術を用いたハイスループットスクリーニングによって活性を保持した変異体を濃縮・回収する実験を多世代にわたって実施することを目標としている。世代を経るにつれ，テルペン酵素の反応特異性が変化し，その変異体の機能・配列相関をみることによって，このクラスの酵素の進化能を試すとともに，その反応特異性にかかわる部位の網羅的な洗い出しを目指した。
最初のアイデアは，カロテノイド合成経路との基質競合によってテルペン酵素の機能保持をコロニー色によって可視化するというシステムであった。これは手法として確立することができ，それをもとに複数の酵素の活性進化工学が可能となった。この手法をもって反応ポケットに集中的に変異を導入し，活性を保持しつつも配列の異なる種々のテルペン酵素変異体を得ることができた。
一方，更なるスループットの向上を目指し，蛍光タンパク質と薬剤耐性遺伝子の癒合タンパク質を，更にテルペン酵素に融合する実験を行った。この手法を用いることで，基質消費ではなくフォールディング（タンパク質構造）の保持に対して超高速に淘汰を与えることができるようになった。この技術により，テルペン酵素の配列発散速度を飛躍的に高めることができると期待される。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Production of squalene by squalene synthases and their truncated mutants in Escherichia coli.2015
Author(s)
Katabami, A, Li, L., Iwasaki, M., Furubayashi, M., Saito, K., Umeno, D
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Journal Title
J. Bioscience Bioengin
Volume: 119
Issue: 2
Pages: 165-171
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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