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水素移動型バイオ不斉還元プロセスの高機能化と触媒酵素のライブラリー構築

研究課題

研究課題/領域番号 17360402
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関富山県立大学

研究代表者

伊藤 伸哉  富山県立大学, 工学部, 教授 (90213066)

研究分担者 牧野 祥嗣  富山県立大学, 工学部, 講師 (20347355)
研究期間 (年度) 2005 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
10,440千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 1,140千円)
2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2007年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2005年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードバイオ不斉還元 / 光学活性アルコール生産 / バイオリアクター / 進化分子工学 / 有機溶媒耐性酵素 / メタゲノム / 遺伝子ライブラリー / 進化分化工学
研究概要

フェニルアセトアルデヒド還元酵素(PAR)を進化分子工学的手法にて改良し、変異酵素Sar268/HAR1を取得した。これら酵素の機能解析を行った結果、明らかに極性溶媒中での活性が向上していた。また、同酵素を触媒とし、高濃度のケトン類(10-30%)から100%近い収率で目的の光学活性体を合成できた。さらに、Sar268およびLeifsonia由来アルコール脱水素酵素(LSADH)の発現菌体を固定化し、水溶性の高いケトンの還元反応を流動層型のリアクターで行う事に成功した。PAR/LSADHの類縁酵素遺伝子の土壌DNAからの分離を行い、PARとLSADHの基質特異性が異なる酵素ライブラリーの構築を目指した。PARについては、約60種のDNA断片の増幅に成功したが、活性を確認することができなかった。他方LSADHでは、生産菌の類縁微生物ゲノム情報を基に約30種の遺伝子を単離(LSと命名)し、その基質特異性、立体選択性を測定した。

報告書

(5件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2009 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (7件) 図書 (4件) 備考 (3件) 産業財産権 (5件)

  • [雑誌論文] 有機溶媒耐性酵素の開発と医薬品中間体製造2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤 伸哉
    • 雑誌名

      バイオインダストリ 4

      ページ: 34-44

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Engineering of NADPH-dependent aldo-keto reductase from Penicillium citrinum by directed evolution to improve thermostability and enantioselectivity2008

    • 著者名/発表者名
      H. Asako, M. Shimizu, N. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol. 80

      ページ: 803-812

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous production of chiral 1,3-butanediol using immobilized biocatalysts in a packed bed reactor: promising biocatalysis method with an asymmetric hydrogen-transfer bioreduction2008

    • 著者名/発表者名
      N. Itoh, M. Nakamura, K. Inoue, Y. Makino
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol.Biotechnol. 75

      ページ: 1249-812

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering of NADPH-dependent aldo-keto reductase from Penicillium citrinum by directed evolution to improve thermostability and enantioselectivity.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Asako, M. Shimizu, N. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol. 80

      ページ: 803-812

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水素移動型バイオ不斉還元による光学活性アルコールの効率的生産2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤 伸哉
    • 雑誌名

      ファインケミカル 37

      ページ: 44-48

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 酵素触媒の極性有機溶媒耐性と不斉還元バイオプロセスへの応用2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉, 牧野祥嗣
    • 雑誌名

      酵素工学ニュース 58

      ページ: 27-34

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Engineering the phenylacetaldehyde reductase mutant for improved substrate conversion in the presence of concentrated 2-propanol2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Makino, T. Dairi, N. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol.Biotechnol. 77

      ページ: 833-843

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous production of chiral 1,3-butanediol using immobilized bioca talysts in a packed bed reactor: promising biocatalysis method with an asymmetric hydrogen-transfer bioreduction2007

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Itoh, Masatoshi Nakamura, Kousuke Inoue, Yoshihide Makino
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology 75

      ページ: 1249-1256

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤 伸哉、牧野 祥嗣
    • 雑誌名

      酵素工学ニュース 58

      ページ: 27-34

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Continuous production of chiral 1,3-butanediol using immobilized biocatalysts in a packed bed reactor : promising biocatalysis method with an asymmetric hydrogen-transfer bioreduction2007

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Itoh, Masatoshi Nakamura, Kousuke Inoue, Yoshihide Makino
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology Online first(未定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gene Cloning and expression of Leifsonia alcohol dehydrogenase (LSADH) involved in asymmetric hydrogen-transfer bioreduction to produce (R)-form chiral alcohols.2006

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue, Y. Makino, T. Dairi, N. Itoh
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem. 70

      ページ: 418-426

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene Cloning and Expression of Leifsonia Alcohol Dehydrogenase (LSADH) Involved in Asymmetric Hydrogen- Transfer Bioreduction to Produce (R)-Form Chiral Alcohols2006

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Inoue, Yoshihide Makino, Tohru Dairi, Nobuya Itoh
    • 雑誌名

      Biosci.Biotechnol.Biochem. 70

      ページ: 418-426

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Purification and cDNA cloning of NADPH-dependent aldoketoreductase, involved in asymmetric reduction of methyl 4-bromo-3-oxobutyrate, from Penicillium citrinum IFO4632005

    • 著者名/発表者名
      H. Asako, R. Wakita, K. Matsumura, M. Shimizu, J. Sakai, N. Itoh
    • 雑誌名

      Appl.Environ. Microbiol. 71

      ページ: 1101-1104

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of (R)-chiral alcohols by a hydrogen-transfer bioreduction with NADH-dependent Leifsonia alcohol dehydrogenase (LSADH)2005

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, Y. Makino, N. Itoh
    • 雑誌名

      Tetrahedron:Asymmetry 16

      ページ: 2539-2549

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification and characterization of a novel alcohol dehydrogenase from Leifsonia sp. strain S749: a promising biocatalyst for an asymmetric hydrogen transferbioreduction2005

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, Y. Makino, N. Itoh
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol. 71

      ページ: 3633-3641

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering of phenylacetaldehyde reductase for efficient substrateconversion in concentrated 2-propanol2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Makino, K. Inoue, T. Dairi, N. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol. 71

      ページ: 4713-4720

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification and Characterization of a Novel Alcohol Dehydrogenase (LSADH) from Leifsonia sp. S749 : a Promising Biocatalyst for an Asymmetric Hydrogen Transfer Bioreduction2005

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Inoue, Yoshihide Makino, Nobuya Itoh
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol. 71

      ページ: 3633-3641

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Engineering of phenylacetaldehyde reductase for efficient substrate conversion in concentrated 2-propanol2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshihide Makino, Kosuke Inoue, Tohru Dairi, Nobuya Itoh
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol. 71

      ページ: 4713-4720

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of (R)-chiral alcohols by a hydrogen-transfer bioreduction with NADH-dependent Leifsonia alcohol dehydrogenase (LSADH)2005

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Inoue, Yoshihide Makino, Nobuya Ltoh
    • 雑誌名

      Tetrahedron : Asymmetry 16

      ページ: 2539-2549

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノムを用いた酸化還元酵素遺伝子ライブラリーの構築とその評価2009

    • 著者名/発表者名
      磯谷、石母田、加藤、牧野、朝子、伊藤
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] メタゲノムを用いた酸化還元酵素遺伝子ライブラリーの構築とその評価2009

    • 著者名/発表者名
      磯谷, 石母田, 加藤, 牧野, 朝子, 伊藤
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 進化分子工学による極性有機溶媒耐性酵素の創製とそのメカニズム2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉, 牧野祥嗣
    • 学会等名
      第11回生体触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      鳥取
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient method for producing optically pure alcohols with an asymmetrichydrogen-transfer biocatalysis and evolutionary mechanism of alcoholdehydrogenase (ADH) to increase the activity in polar organic solvent.2007

    • 著者名/発表者名
      N.Itoh, Y. Makino, T. Dairi, K. Inoue, M. Nakamura
    • 学会等名
      Biotrans 2007
    • 発表場所
      Oviedo, Spain
    • 年月日
      2007-07-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient method for producing optically pure alcohols with an asymmetric hydrogen-transfer biocatalysis and evolutionary mechanism of alcohol dehydrogenase(ADH)to increase the activity in polar organic solvent2007

    • 著者名/発表者名
      N. Itoh, Y. Makino, T. Dairi, K. Inoue, M. Nakamura
    • 学会等名
      Biotrans 2007
    • 発表場所
      Oviedo, Spain
    • 年月日
      2007-07-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 不斉還元バイオ触媒を用いる高効率な光学活性アルコール生産法の開発2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉
    • 学会等名
      グリーン・サステイナブルケミストリーシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2006-03-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Asymmetric hydrogen-transfer bioreduction by Leifsonia alcohol dehydrogenase (LSADH) to produce chiral alcohols.2005

    • 著者名/発表者名
      N.Itoh, Y. Makino, T. Dairi, K. Inoue
    • 学会等名
      Biotrans 2005
    • 発表場所
      Delft, The Netherlands
    • 年月日
      2005-07-07
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 有機溶媒耐性酵素の開発と医薬品中間体製造2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉
    • 出版者
      バイオインダストリー4
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 水素移動型バイオ不斉還元による光学活性アルコールの効率的生産2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉
    • 出版者
      ファインケミカル 37
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 有機溶媒耐性酵素, 酵素開発・利用の最新技術(今中忠行監修)2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸哉, 牧野祥嗣
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 有機溶媒耐性酵素(酵素開発・利用の最新技術 の第1編 第4章)2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 伸哉, 牧野 祥嗣
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/itoh/

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/itoh/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/itoh/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 還元酵素及びその利用2008

    • 発明者名
      朝子弘之, 伊藤伸哉, 牧野祥嗣,大利徹
    • 権利者名
      住友化学, 伊藤伸哉
    • 産業財産権番号
      2008-078602
    • 出願年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 還元酵素遺伝子の取得方法、及び、還元酵素遺伝子2008

    • 発明者名
      伊藤伸哉、牧野祥嗣, 朝子弘之
    • 権利者名
      住友化学、伊藤伸哉
    • 産業財産権番号
      2008-291407
    • 出願年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 還元酵素遺伝子の取得方法、及び、還元酵素遺伝子2008

    • 発明者名
      伊藤, 牧野朝子
    • 権利者名
      住友化学, 伊藤伸哉
    • 産業財産権番号
      2008-291407
    • 出願年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 還元酵素遺伝子を含む発現ベクター2006

    • 発明者名
      伊藤伸哉, 牧野祥嗣, 大利徹
    • 権利者名
      住友化学, 伊藤伸哉
    • 公開番号
      2008-017773
    • 出願年月日
      2006-07-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 還元酵素及びその利用2005

    • 発明者名
      伊藤伸哉, 牧野祥嗣, 大利徹
    • 権利者名
      住友化学, 伊藤伸哉
    • 公開番号
      2007-061065
    • 出願年月日
      2005-09-02
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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