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S-アデノシルメチオニン依存酵素を活用した有用物質生産プラットフォームの 開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06864
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 康治  北海道大学, 工学研究院, 助教 (30360928)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードS-アデノシルメチオニン / メチル基転移酵素 / 補酵素 / 葉酸 / 代謝工学 / バイオテクノロジー / 酵素反応
研究成果の概要

近年、合成生物学的手法を代謝工学へ応用することで、微生物により生産可能な化合物種が飛躍的に拡大されている。生産可能な化合物種のさらなる拡張にはS-アデノシルメチオニン依存酵素の利用は重要である。そこで本研究では、それら酵素を活用するためのプラットフォーム開発を目的とした。その検証にフェニルエタノールアミン-N-メチル基転移酵素が、副産物S-アデノシルホモシステインによる反応阻害の回避に大腸菌のもつ分解経路が利用できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

S-アデノシルメチオニン依存メチル基転移酵素を用いた有用物質生産はすでに報告されているが (鎮痛剤モルヒネ等)、その生産量は数十μMと非常に低く、内在性SAMで十分賄えるレベルであった。しかし生産量が増えた場合、SAM供給不足だけでなく反応によって生じる副産物S-アデノシルホモシステインによる反応阻害も無視できない。したがって、供給系と分解系を強化したプラットフォームは今後のバイオプロセス開発において解決すべき重要な課題といえる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Gram-scale fermentative production of ergothioneine driven by overproduction of cysteine in Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Naoyuki、Kawano Yusuke、Satoh Yasuharu、Dairi Tohru、Ohtsu Iwao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 853-853

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38382-w

    • NAID

      120007128198

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control mechanism for carbon chain length in polyunsaturated fatty acid synthases2019

    • 著者名/発表者名
      Dairi Tohru、Hayashi Shohei、Naka Mai、Ikeuchi Kenshin、Ohtsuka Makoto、Kobayashi Kota、Satoh Yasuharu、Ogasawara Yasushi、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Ujihara Tetsuro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 20 ページ: 6605-6610

    • DOI

      10.1002/anie.201900771

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control Mechanism for cis Double-Bond Formation by Polyunsaturated Fatty-Acid Synthases2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Shohei、Satoh Yasuharu、Ogasawara Yasushi、Maruyama Chitose、Hamano Yoshimitsu、Ujihara Tetsuro、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 8 ページ: 2326-2330

    • DOI

      10.1002/anie.201812623

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ergothioneine production with Aspergillus oryzae2018

    • 著者名/発表者名
      Takusagawa Shun、Satoh Yasuharu、Ohtsu Iwao、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 1 ページ: 181-184

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1527210

    • NAID

      120007133324

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 抗酸化物質エルゴチオネインの発酵生産2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤康治、河野祐介、大津厳生、大利徹
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 76 ページ: 402-403

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 抗酸化機能を有するエルゴチオネインのシステイン生産大腸菌による発酵生産2018

    • 著者名/発表者名
      大津厳生、河野祐介、佐藤康治、大利徹
    • 雑誌名

      FRAGRANCE JOURNAL

      巻: 46 ページ: 65-69

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Heterologous and High Production of Ergothioneine in Escherichia coli2018

    • 著者名/発表者名
      Osawa Ryo、Kamide Tomoyuki、Satoh Yasuharu、Kawano Yusuke、Ohtsu Iwao、Dairi Tohru
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 66 号: 5 ページ: 1191-1196

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.7b04924

    • NAID

      120007134442

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced production of polyunsaturated fatty acids by enzyme engineering of tandem acyl carrier proteins2016

    • 著者名/発表者名
      S. Hayashi, Y. Satoh, T. Ujihara, Y. Takata, T. Dairi
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 35441-35441

    • DOI

      10.1038/srep35441

    • NAID

      120005890050

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] in vivo解析による多価不飽和脂肪酸生合成酵素の生成物制御ドメインの同定2019

    • 著者名/発表者名
      林祥平、中真以、佐藤康治、氏原哲朗、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] in vitro解析による多価不飽和脂肪酸生合成酵素のcis二重結合形成機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      林祥平、小笠原泰志、佐藤康治、丸山千登勢、濱野吉十、氏原哲朗、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] in vitro解析による多価不飽和脂肪酸生合成酵素の炭素鎖長制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      林祥平、小笠原泰志、佐藤康治、丸山千登勢、濱野吉十、氏原哲朗、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多価不飽和脂肪酸生合成酵素の論理的機能改変2019

    • 著者名/発表者名
      池内健心、中真以、林祥平、大塚慎、小林洸太、佐藤康治、小笠原泰志、氏原哲朗、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recognition mechanism of substrate chirality in UDP-MurNAc-L-Ala-Glu synthetase2019

    • 著者名/発表者名
      馮若茵、佐藤康治、小笠原泰志、森田洋行、大利徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A glycopeptidyl-glutamate epimerase for bacterial peptidoglycan biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Feng, R., Satoh, Y., Ogasawara, Y., Yoshimura, T., Dairi T
    • 学会等名
      2nd China-Japan Joint Symposium on Natural Product Biosynthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物に見出したペプチドグリカン新規生合成酵素の解析2018

    • 著者名/発表者名
      馮若茵、佐藤康治、小笠原泰志、森田洋行、吉村徹、大利徹
    • 学会等名
      第60回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌を宿主としたErgothioneineの発酵生産2018

    • 著者名/発表者名
      大澤 怜, 上出 倫敬, 佐藤 康治, 河野 祐介, 大津 厳生, 大利 徹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌によるErgothioneineの発酵生産2017

    • 著者名/発表者名
      大澤 怜, 上出 倫敬, 佐藤 康治, 河野 祐介, 大津 厳生, 大利 徹
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放線菌におけるエルゴチオネイン生産とその役割2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤康治
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] エルゴチオネイン合成微生物、及びエルゴチオネインの製造方法2018

    • 発明者名
      大津厳生、河野裕介、田中尚志、大利徹、佐藤康治
    • 権利者名
      大津厳生、河野裕介、田中尚志、大利徹、佐藤康治
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-038057
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-01-27  

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