炭素間三重結合導入酵素の探索と反応機構解明

• 研究課題/領域番号: 16K14898
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 田中 俊之 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10217052)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: アセチレナーゼ様酵素 / クローニング / タンパク質発現 / 酵素 / 酵素化学

研究成果の概要

主に植物と微生物を対象として、炭素間三重結合を形成する酵素（アセチレナーゼ）と推測されるタンパク質のクローニング及び発現系や精製法の検討を試みた。その結果、18種類のタンパク質のクローニングに成功し、そのうち9種類については、純度の高いタンパク質を得ることが出来た。これら精製タンパク質を用いて結晶化を行ったが、構造解析に適した結晶はまだ得られていない。今後も、結晶化などの検討を続け、立体構造の解析や反応機構の解明を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

炭素間三重結合を有する天然有機化合物は反応性が高く、強力な抗菌活性を示すものも多い。しかし、この炭素間三重結合を形成する酵素（アセチレナーゼ）は数種類しか同定されておらず、反応機構についても全くわかっていない。今回の研究で、18種類のアセチレナーゼと推測されるあるいは関連するタンパク質のクローニングに成功した。継続して研究を続け、反応機構が原子レベルで解明出来れば、酵素の工業的利用、酵素の改変や微生物利用により、新しい抗菌剤などの生産が可能になると考えられる。