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配列データベース由来人工L-アミノ酸脱水素酵素群の合理的設計とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K18688
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用生物化学
研究機関静岡県立大学

研究代表者

中野 祥吾  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (80748541)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードL-スレオニン脱水素酵素 / 祖先型設計 / 完全コンセンサス設計 / 構造機能解析 / X線結晶構造解析 / 反応機構 / 人工タンパク質 / アミノ酸脱水素酵素 / コンセンサス設計 / アミノ酸一次配列解析 / バイオテクノロジー / 人工蛋白質 / 酵素 / 配列解析
研究成果の概要

L-アミノ酸脱水素酵素の幾つかは、血中アミノ酸の濃度定量に応用が期待されている。本研究ではそのような酵素の中で、特にL-スレオニン脱水素酵素 (SDR-TDH) を研究対象とした。SDR-TDHを高機能化するため、配列データベースを用いて人工SDR-TDHを2つ設計した。いずれの人工SDR-TDHも自然界由来SDR-TDHと比べ、耐熱性、NAD+親和性及び生産性に優れることが判明し、酵素活性パラメータも遜色がないことを確認した。
また本研究遂行の過程で得られたモノマー型SDR-TDHの構造機能解析を通して、SDR-TDHの生成物脱離機構を解明することに成功した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Product Release Mechanism Associated with Structural Changes in Monomeric l-Threonine 3-Dehydrogenase2017

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Tomoharu、Nakano Shogo、Yamamoto Yuta、Tokiwa Hiroaki、Asano Yasuhisa、Ito Sohei
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 号: 43 ページ: 5758-5770

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00832

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational identification of aggregation hotspots based on secondary structure and amino acid hydrophobicity2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsui, Shogo Nakano, Mohammad Dadashipour, and Yasuhisa Asano
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 9558-9558

    • DOI

      10.1038/s41598-017-09749-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Origin of Stereoselectivity and Substrate/ligand Recognition in an FAD-Dependent R-Selective Amine Oxidase2016

    • 著者名/発表者名
      Nakano S, Yasukawa K, Tokiwa T, Ishikawa T, Ishitsubo E, Matsuo N, Ito S, Tokiwa H, Asano Y
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: 120 号: 41 ページ: 10736-10743

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b09328

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of INTMSAlign software to design artificial proteins and assign enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Shogo Nakano, Sohei Ito and Yasuhisa Asano
    • 学会等名
      2017年度日本生物工学会大会 (国際シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質一次構造に基づく新たなインシリコ酵素探索法, INTMSAlign_Anglerの開発2017

    • 著者名/発表者名
      中野 祥吾、本山 智晴、篠田 優、伊藤 創平、浅野 泰久
    • 学会等名
      2017年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Wet-Dry融合による新たな蛋白質工学的手法の開発 ~INTMSAlignの開発と応用~2016

    • 著者名/発表者名
      中野 祥吾
    • 学会等名
      2016年度日本生物工学会 中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and bioinformatics analysis of industrially-promising enzymes for protein engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Motojima and Shogo Nakano
    • 学会等名
      ICC05-AEM2016
    • 発表場所
      Unazuki, Toyama
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 生物工学会誌2017

    • 著者名/発表者名
      中野 祥吾
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] L-スレオニン脱水素用タンパク質(酵素)、目的活性を有するタンパク質のスクリーニング方法及び調製方法2016

    • 発明者名
      浅野 泰久、中野 祥吾、伊藤 創平、本山 智晴、松永 玲実
    • 権利者名
      浅野 泰久、中野 祥吾、伊藤 創平、本山 智晴、松永 玲実
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-234857
    • 出願年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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