| 研究領域 | 生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06449
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 静岡県立大学 |
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研究代表者 |
渡辺 賢二 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (50360938)
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| 研究分担者 |
植木 尚子 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (50622023)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
72,020千円 (直接経費: 55,400千円、間接経費: 16,620千円)
2020年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2019年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2018年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2017年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2016年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
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| キーワード | 天然物 / 生合成 / 酵素反応機構 / 活性物質 / 遺伝子 / タンパク質構造解析 / リデザイン / 遺伝子クラスター / 担子菌 / 生理活性物質 / 抗生物質 / 生合成リデザイン / テルペノイド / 天然物化学 / キノコ / 酵素 / 微量天然物 / 異種発現 / 生合 / 反応機構 / 糸状菌 / Aspoquinolone / ゲノム情報 / 物質生産 |
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| 研究成果の概要 |
天然物Sch210972 (1) の立体選択的な閉環反応に関わるDAase, CghAを見出した。CghAは1のオクタリン環形成においてendo選択的な分子内Diels-Alder (IMDA) 反応を触媒する。我々はCghAによるIMDA反応の詳細なメカニズムについて, CghAの分子構造・速度論解析および計算化学によるエネルギー計算により基質認識・立体選択的環化・生成物阻害回避機構に関する合理的な知見を得ることができた。また, CghAの構造に基づいた部位特異的変異導入によりexo選択的IMDA反応を触媒するDAaseの創出に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Diels-Alderaseは一体どのようにして生成物阻害を回避しているのかといった学術上核心をなす疑問があった。我々は酵素CghAを発見し解析した結果、ジエンとジエノフィルを有する鎖状基質分子は酵素活性部位内で(E)-exo-enol体のコンフォメーションを保持され軌道の重なりと共に環化することが明らかとなった。しかしながら、天然物である生成物は(Z)-exo-enol体であることが既に知られていた。CghAは生成物(Z)-exo-enol体よりもエネルギー準位が高い(E)-exo-enol体を中間体とすることで生成物阻害を見事に回避し、極めて高い活性で環化生成物を放出することを突き止めた。
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