| 研究課題/領域番号 |
17J06071
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
応用微生物学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
冨田 宏矢 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 生合成 / 放線菌 / シトクロムP450 / ニトロ化 / Streptomyces / 天然物 / 非リボソームペプチド / 二次代謝 |
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| 研究実績の概要 |
RufOの結晶構造解析で電子密度が観測されないループ部分に関する知見を得るため、共同研究による計算科学を用いてループ領域の挙動を予測し、酵素活性や基質認識に重要な役割を果たすアミノ酸残基の同定を試みることにした。すでに得られているX線結晶構造のデータをもとにMD計算、量子化学計算を行い、チロシンや一酸化窒素の結合のシミュレーションをマイクロ秒スケールで進めた。活性中心のヘム鉄は、ニトロ化反応が起こる状態と予想されるペルオキシナイトライトが配位したものを用いた。これまでの結果からは重要なアミノ酸残基の同定には至っていないものの、今後いくつかの変異体の作製およびその酵素活性の変化を併せて進めることで、酵素反応のメカニズムに迫ることができると考えられる。また、酵素学的に非常に珍しいニトロ化反応の反応機構に関する知見を得るため、ペルオキシナイトライトを用いた酵素反応試験を行った。一般的な水酸化反応を触媒するシトクロムP450酵素の場合、フェレドキシンから供給される電子を用いて分子状酸素を還元的に活性化するが、過酸化水素を用いることでフェレドキシン/フェレドキシン還元酵素および酸素を用いずにこの触媒サイクルをバイパスできることが知られる。そこでRufOによるニトロ化反応でも同様の反応が行えるかどうかを調べるため、本来の酵素反応に必要なフェレドキシン/フェレドキシン還元酵素と一酸化窒素の代わりにペルオキシナイトライトを加えて実験を行った。その結果、ペルオキシナイトライトでもニトロ化反応が進行することが明らかとなった。この結果は、ニトロ化反応を触媒するシトクロムP450酵素がペルオキシナイトライト中間体を経由するとの予想反応機構を支持するものと考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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