| 研究課題/領域番号 |
18K05432
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
片岡 邦重 金沢大学, 物質化学系, 教授 (40252712)
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| 研究分担者 |
山下 哲 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70361186)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | マルチ銅オキシターゼ / 構造解析 / 反応機構 / 指向進化 / マルチ銅オキシダーゼ / 一価銅酸化酵素 / 中性子線構造解析 / Ｘ線結晶構造解析 / 中性子線結晶構造解析 |
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| 研究成果の概要 |
マルチ銅オキシダーゼ（MCO）は，基質を酸化した電子を用いて酸素を４電子還元し水を生成する反応を触媒する。本研究では，MCOの一種である大腸菌の一価銅酸化酵素CueOを対象に，酸素還元反応中間体の構造解析を目指して研究を実施した。三重変異の導入により中間体を安定化させることに成功し，中性子線回折に使用できる良質で大きな結晶を再現性良く作製した。また，進化分子工学的手法を用いて6種類の新規高活性型アミノ酸置換体を取得した。一部は構造解析にも成功し，ドメイン3のタワーループ領域の不安定化が活性増大を招くことを明らかにした。本研究は，MCOの反応制御に新たな方法論を与え，その産業応用に貢献する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マルチ銅オキシダーゼ（MCO）は様々な基質を電子供与体として利用できるのでその応用範囲が広い。例えばラッカーゼは製紙工業におけるパルプの脱リグニン・漂白工程，繊維産業などの脱色工程や排水処理に利用されている。他にもバイオエタノール生産のためのリファイニング工程や，医薬品の合成，バイオ燃料電池のカソード電極用触媒として利用や，環境中の金属イオンの濃縮・回収に利用できるなどMCOの応用範囲が拡大している。本研究では，MCOの反応機構を解析すると同時に，指向進化によりMCOの高機能化の新たな方法論を開発した。今後のMCOの産業応用に大いに貢献する成果と言える。
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