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新規なアミノ酸リガーゼの創製 Proline-peptide synthesis with a mutant of prolyl aminopeptidase viaaminolysis reaction.

研究課題

研究課題/領域番号 18550162
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関岡山県生物科学総合研究所

研究代表者

畑中 唯史  岡山県生物科学総合研究所, 酵素機能研究グループ, 研究員 (00344408)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,020千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード酵素化学 / アミノペプチダーゼ / 放線菌 / アミノリシス / 蛋白質 / バイオテクノロジー
研究概要

プロリン含有ペプチドを合成するために、エキソ型アミノペプチダーゼであるプロリンアミノペプチダーゼ(PAP)に着目した。ゲノム情報を基にスクリーニングした結果、中等度好熱性放線菌であるStreptomyces thermoluteus subsp. fuscus NBRC14270からPAP遺伝子(14270PAP)を得た。14270PAPの活性中心SerをCysに置換した酵素(scPAP 14270)を作成した。プロリンベンジルエステルを基質とし、アミノリシス活性を野生型と比較したところ、scPAP 14270のみが、プロリンオリゴマーとcyclo(Pro-Pro)を合成した。アミノリシス反応におけるscPAP 14270のアシルアクセプター特異性を検討したところ、基質のlog P値と反応性は良い相関を示し、ヒドロキシプロリンベンジルエステルを除いて、log P値がゼロよりも大きい値を示すものは、基質として認識されることを明らかにした。
We focused exo-peptidase, prolyl aminopeptidase (PAP), for targeting to synthesize proline-peptides conveniently. By sequence based screening, a PAP from Streptomyces thermoluteus subsp. fuscus NBRC 14270 (PAP 14270) was obtained. PAP 14270 was substituted 144Ser with Cys (scPAP 14270) to give aminolysis activity. Comparison of the wild type of PAP 14270, 0nly scPAP 14270 produced polymer of proline benzyl ester and cyclo [Pro-Pro]. The products were confirmed of its mass by LC/MS. Several factors which affect the reaction such as pH, concentration of substrate, amount of enzyme and reaction time were measured of its effect. Furthermore, correlation between substrate specificity in the proline-peptide synthesis and the log P value of acyl acceptors on aminolysis catalyzed by scPAP 14270 was also demonstrated. The results showed that dipeptide synthesis was processed in weekly acidic environment while cyclization and polymerization were in alkaline condition. Further, it was suggested that all most of amino acid esters whose log P value is more than 0 could be recognized as acyl acceptor except Hyp-OBzl. These findings will support the use of PAPs as a leading tool for produce physiologically active proline-peptides.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Prolyl Aminopeptidase from Streptomyces thermoluteus subsp. fuscus Strain NBRC 14270 and Synthesis of Proline-Containing Peptides by Its S144C Variant2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, H.Usuki, M.Iwabuchi, T.Hatanaka
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microb. 76(18)(In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] pTONA5 : a hyperexpression vector in streptomycetes2008

    • 著者名/発表者名
      T.Hatanaka, H.Onaka, J.Arima, M.Uraji, Y.Uesugi, H.Usuki, Y.Nishimoto, M.Iwabuchi
    • 雑誌名

      Protein Expr. Purif. 62

      ページ: 244-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] pTONA5 : a hyperexpression vector in streptomycetes2008

    • 著者名/発表者名
      T.Hatanaka, H.Onaka, J.Arima, M.Uraji, Y.Uesugi, H.Usuki, Y.Nishimoto, M.Iwabuchi
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif. 62

      ページ: 244-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of salt on the activity of Streptomyces proline aminopeptidase2007

    • 著者名/発表者名
      M.Uraji, J.Arima, Y.Uesugi, M.Iwabuchi, T.Hatanaka
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta-Proteins and Proteomics 1774

      ページ: 1462-1469

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of salt on the activity of Streptomyces proline aminopeptidase2007

    • 著者名/発表者名
      M.Uraji, J.Arima, Y.Uesugi, M.Iwabuchi, T.Hatanaka
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta-Proteins and Proteomics 1774

      ページ: 1462-1469

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of salt on the activity of Streptomyces proline aminopeptidase2007

    • 著者名/発表者名
      M. Uraji, J. Arima, Y. Uesugi, M. Iwabuchi and T. Hatanaka
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta-Proteins and Proteomics 1774

      ページ: 1462-1469

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensor of Phospholipids in Streptomyces Phosholipase D2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Uesugi et al.
    • 雑誌名

      FEBS J. 274

      ページ: 2672-2681

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] C-terminal loop of Streptomyces phospholipase D has multiple functional roles2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Uesugi et al.
    • 雑誌名

      Protein Sci. 16(2)

      ページ: 197-207

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Purification, characterization cloning and expression of an aminopeptidase N from Streptomyces sp. TH-42007

    • 著者名/発表者名
      T.Hatanaka et al.
    • 雑誌名

      Appl. Microb. Biotechnol. 74(2)

      ページ: 347-356

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Change in Streptomyces leucine aminopeptidase on substrate preference by introduction of environment change around substrate binding site2006

    • 著者名/発表者名
      J.Arima et al.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microb. 72(12)

      ページ: 7962-7967

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dipeptide Synthesis by Leucine Aminopeptidase from Streptomyces septatus TH-2 and Its Application for Synthesis of Biologically Active Peptides2006

    • 著者名/発表者名
      J.Arima et al.
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microb. 72(6)

      ページ: 4225-4231

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The role of Glu196 in the environment around substrate binding site of leucine aminopeptidase from Streptomyces griseus2006

    • 著者名/発表者名
      J.Arima et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 580(3)

      ページ: 912-917

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Characterization, cloning, sequencing and expression of proline aminopeptidases from Streptomyces sp.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Uraji, J.Arima, Y.Uesugi, M.Iwabuchi, T.Hatanaka
    • 学会等名
      20^<th> IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11^<th> FAOBMB Congress
    • 発表場所
      Kyoto
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Characterization, cloning, sequencing and expression of proline aminopeptidases from Streptomyces sp.

    • 著者名/発表者名
      M.Uraji, J.Arima, Y.Uesugi, M.Iwabuchi, T.Hatanaka
    • 学会等名
      20^<th> IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11^<th> FAOBMB Congress, Kyoto 2006
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 放線菌TH-3株の生産するプロリンアミノペプチダーゼの精製と性質

    • 著者名/発表者名
      裏地美杉、有馬二朗、上杉佳子、岩渕雅樹、畑中唯史
    • 学会等名
      日本農芸化学会2006年度大会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 放線菌由来プロリンアミノペプチダーゼのキメラ酵素の作成および諸性質検討

    • 著者名/発表者名
      畑中唯史、裏地美杉、有馬二朗、上杉佳子、岩渕雅樹
    • 学会等名
      第58回日本生物工学会大会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 放線菌由来耐塩性プロリンアミノペプチダーゼの機能解析

    • 著者名/発表者名
      畑中唯史、裏地美杉、有馬二朗、上杉佳子、岩渕雅樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] プロリルアミノペプチダーゼを用いたジペプチド産生

    • 著者名/発表者名
      山本幸弘、臼木博一、岩渕雅樹、畑中唯史
    • 学会等名
      日本農芸化学会2010年度大会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.pref.okayama.jp/soshiki/kakuka.html?sec_sec1=203

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.pref.okayama.jp/norin/seibutsu/seibutsu.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] アミノ酸転移酵素2009

    • 発明者名
      畑中唯史、臼木博一、山本幸弘、西本幸史
    • 権利者名
      岡山県、長瀬産業
    • 産業財産権番号
      2009-058505
    • 出願年月日
      2009-03-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ジペプチドの製造方法2006

    • 発明者名
      畑中 唯史, 有馬 二朗
    • 権利者名
      岡山県
    • 出願年月日
      2006
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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