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微生物由来ラクトン環開裂酵素における立体選択性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 09660087
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

片岡 道彦  京都大学, 農学研究科, 助手 (90252494)

研究分担者 小川 順  京都大学, 農学研究科, 助手 (70281102)
小林 達彦  京都大学, 農学研究科, 講師 (70221976)
清水 昌  京都大学, 農学研究科, 教授 (70093250)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1997年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードラクトン環開裂酵素 / 立体選択性 / Fusarium oxysporum / Brevibacterium / ラクトナーゼ / Fusarium / 結晶構造解析 / パントラクトン / ラクトン / 開裂酵素 / Brevibacterium protophormiae / 立体選択的
研究概要

糸状菌Fusarium oxysporumの生産するD-パンラクトンを立体選択的に開環加水分解するラクトナーゼとバクテリアBrevibacterium protophormiaeの生産するL-パンラクトンを立体選択的に開環加水分解するラクトナーゼについて、構造および機能に関する解析を行い、反応機構・立体選択性制御機構の解明を試みた。
F.oxysporumのラクトン環加水分解酵素の内部ペプチドのアミノ酸配列をもとにして作成したプローブを用いて、F.oxysporumより本酵素をコードする遺伝子のクローニングに成功し、本酵素のアミノ酸1次構造の決定を行うことができた。本遺伝子を発現用プラスミドに組み込み、構築したプラスミドを大腸菌に形質転換し、酵素の大量発現を試みたが、大部分は封入体で活性型の酵素を得るためには更なる検討が必要である。また、F.oxysporumより得られたラクトン環加水分解酵素標品を用いて、X線結晶構造解析に適した結晶を得るため、ハンギングドロップ法または透析法により結晶化条件の検討を行った。沈殿剤として、ポリエチレングリコール4000が効果的であり、構造解析により適した結晶を調製することができた。得られた結晶を用いてX線結晶構造解析を行ったところ、空間群・格子定数などの結晶学的データの決定を行うことができた。次に、重原子置換法により分子モデルの構築を行っていくためのスクリーニングで、鉛原子が有効であることが判明し、現在解析を進めている。
また、B.protophormiaeよりラクトン環加水分解酵素の単離を行い、諸性質の解明を行った。上記と同様にプロテアーゼ消化による内部ペプチドの取得およびアミノ酸配列の決定に成功した。B.protophormiaeよりラクトン環加水分解酵素をコードする遺伝子をクローニングについては、PCR法により、酵素をコードするDNA断片を得ることができ、現在全長のクローニングを進めている。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] Kobayashi, M.et al.: "Lactone-ring-cleaving enzyme : genetic analysis, novel RNA editing, and evolutionary implications." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 12787-12792 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka, M.et al.: "Crystalliztion and preliminary X-ray diffraction study of lactonohydrolase from Fusarium oxysporum." Acta Cryst.D54. 1432-1434 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka, M.et al.: "Purification and characteriztion of L-allo-threonine aldolase from Aeromonas jandaei DK-39." FEMS Microbiol. Lett.151. 245-248 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka, M.et al.: "Isolation and characterization of D-threonine aldolase, a pyridoxal-5'-phosphate-dependent enzyme from Arthrobacter sp." Eur.J.Biochem.248. 385-393 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka, M.et al.: "Enzymatic production of ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate : asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate." Appl.Microbiol.Biotechnol.48. 699-703 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka, M.et al.: "Escherichia coli transformant expressing the glucose dehydro-genase gene from Bacillus megaterium as a cofactor regenerator." Biosci.Biotechnol.Biochem.62. 167-169 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu, S.et al.: "Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, vol.58" Springer-Verlag, Berlin, 239 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu & Kataoka: "The Encyclopedia of Bioprocess Technology : Fermentation, Biocatalysis & Bioseparation." John Wiley & Sons, Inc, New York in press, (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi et al.: "Lactone-ring-cleaving enzyme : genetic analysis, novel RNA editing, and evolutionary implications." Proc.Natl.Acad.Sci.95. 12787-12792 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka et al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction study of lactonohydrolase from fusarium oxysporum." Acta Cryst.D54. 1432-1434 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka et al.: "Purification and characterization of L-allo-threonine aldolase from Aeromonas jandaei DK-39." FEMS Microbiol. Lett.151. 245-248 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka et al.: "Isolation and characterization of D-threonine aldolase, a pyridoxal-5'-Phosphate-dependent enzyme from Arthrobacter sp." Eur.J.Biochem.248. 385-393 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka et al.: "Enzymatic production of ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate : asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate." Appl.Microbiol.Biotechnol.48. 669-703 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka et al.: "Escherichia coli transformant expressing the glucose dehydrogenase gene from Bacillus megaterium as a cofactor regenerator." Biosci.Biotechnol.Biochem.62. 167-169 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu et al.: "Screening of novel microbial enzymes for the production of biologically and chemically useful compounds." Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 58,45-87,239. (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimizu & Kataoka: "Lactonohydrolase." The Encyclopedia of Bioprocess Technology : Fermentation, Biocatalysis & Bioseparation. (in press). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kataoka,M.et al.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction study of lactonohydrolase" Acta.Cryst.D54. 1432-1434 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi,M.et al.: "Lactone-ring-cleaving enzyme:Genetic analysis,novel RNA editing." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 12787-12792 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu,S.& Kataoka,M.: "Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology 63" Springer-Verlag Bolin Heidelberg, 210 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kataoka et al.: "Purification and characterization of L-allo-threonine aldolase from Aeromonas jandaei DK-39." FEMS Microbiol.Lett.151. 245-248 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kataoka et al.: "Isolation and characterization of D-threonine aldolase from Arthrobacter sp.DK-39." Eur.J.Biochem.248. 385-393 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kataoka et al.: "Enzymatic production of ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate:Asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate." Appl.Microbiol.Biotechnol.48(6). 699-703 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Identification of active sites in amidase:Evolutionary relation-ship between amide bond- and peptide bond-cleaving enzymes." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94(22). 11986-11991 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ogawa et al.: "Imidase,a dihydropyrimidinase-like enzyme involved in the metabolism of cyclic imides." Eur.J.Biochem.243. 322-327 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.-Q.Liu et al.: "L-allo-Threonine aldolase from Aeromonas jandaei-DK-39:Gene cloning,nucleotide sequencing,and identification." J.Bacteriol.179(11). 3555-3560 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimizu et al.: "Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology,vol.58" Springer-Verlag,Berlin, 42 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 清水 昌: "高純度化技術大系、第3巻" フジ・システム、東京, 11 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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