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細菌由来シトクロムP450の触媒活性に必須な電子伝達システムの探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K04846
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

平川 秀彦  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (90451799)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードシトクロムP450 / 電子伝達システム / スクリーニング / 自己集合
研究成果の概要

シトクロムP450が触媒活性に必要な電子伝達タンパク質およびその還元酵素を特定するための技術を開発した。ヘテロ三量体タンパク質のサブユニットを連結ユニットとして利用した選択的な近接化により、細胞抽出液を用いた、電子伝達タンパク質を還元可能な還元酵素の特定を実現した。さらに、シトクロムP450、電子伝達タンパク質、還元酵素の選択的な近接化により、遊離状態では起こらないようなシトクロムP450と還元酵素の電子伝達タンパク質に対する相互作用の競合現象を利用することで、シトクロムP450のパートナーとなる電子伝達タンパク質と還元酵素を特定できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

医農薬品及びその代謝物などの合成用触媒としての利用が期待されているシトクロムP450は、触媒活性に2つの補助タンパク質(電子伝達タンパク質、還元酵素)を必要とする。ゲノム解析により、シトクロムP450は生物界に広く存在していることが明らかになっているものの、パートナーとなる補助タンパク質の特定が容易ではないため、その利用は進んでいない。本研究では、選択的な近接化により、シトクロムP450の触媒反応を評価せずにパートナーとなる補助タンパク質を特定する方法論を確立しており、今後のシトクロムP450の利用および研究を大きく発展させるものと期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Artificial Self‐Sufficient Cytochrome P450 Containing Multiple Auxiliary Proteins Demonstrates Improved Monooxygenase Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Haga Tomoaki、Hirakawa Hidehiko、Nagamune Teruyuki
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 13 号: 12 ページ: 1800088-1800088

    • DOI

      10.1002/biot.201800088

    • NAID

      120007127987

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Artificial proximity of electron transfer protein to cytochrome P450 opens a treasure chest2021

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Hirakawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人為的な近接化を利用したシトクロムP450camープチダレドキシン間相互作用の検出2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 航汰、 平川 秀彦、市川 創作
    • 学会等名
      酵素工学研究会第82回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の酸化還元ドメインを有する人工自己充足型シトクロムP450における電子伝達プロセスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      平川秀彦
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] What is happening in an artificial self-sufficient cytochrome P450?2018

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Hirakawa
    • 学会等名
      The 15th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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