| 研究課題/領域番号 |
19K05821
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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 | 早稲田大学 (2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2019-2022) |
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研究代表者 |
大竹 和正 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (80593631)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 応用生物化学 / タンパク質工学 / バイオテクノロジー / 微生物工学 / 非天然型アミノ酸 / 人工アミノ酸 / 拡張遺伝暗号 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らはタンパク質工学と改変型微生物の融合により、微生物生体内で非天然型アミノ酸導入タンパク質を高効率で生産することを可能としている。
本課題ではこの手法を拡張し、微生物と非天然型アミノ酸誘導体を利用した有用ペプチドの高効率な生産系の確立を第一の目標とする。また、簡便で低コストな生産系を実現するため、微生物自身が非天然型アミノ酸誘導体を産生できるように改変することを第二の目標とする。
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| 研究実績の概要 |
申請者らはタンパク質工学と改変型微生物の融合により、微生物生体内で非天然型アミノ酸導入タンパク質を高効率で生産することを可能としてきた。
本課題ではこの手法を拡張し、微生物と非天然型アミノ酸誘導体を利用した有用ペプチドの高効率な生産系の確立を第一の目標とする。また、簡便で低コストな生産系を実現するため、微生物自身が非天然型アミノ酸誘導体を産生できるように改変することを第二の目標とする。
本研究課題では、申請者らが保持するα-ヒドロキシ酸(AHA)特異的改変型酵素や大腸菌コドン再定義株などのタンパク質工学、合成生物学的な知見や技術に代謝工学的観点からのアプローチを取り入れることにより、安価な化合物から細胞内のマシーナリーを用いて有用ペプチドを効率的に生産する系を開発することを目的とする。第一段階として非天然型の側鎖をもつAHAであるAlocLysOHと組換えタンパク質発現・精製手法を利用し通常は細菌で生産することが困難な抗菌性ペプチドの生産系の構築を目指している。大腸菌コドン再定義株を用いたAlocLysOHの導入法については確立している。具体的な抗菌ペプチドのターゲットを選定
し、発現コンストラクトについても複数のパターンを設定して検討を行った。ペプチド-キャリアタンパク質の融合体を封入体として発現し、可溶化、塩基性条件下での切断、ニッケルカラムによるキャリアタンパク質除去を行い精製ペプチドを得る手法について一定の目処がついた。修飾ペプチドを含む他種のペプチドにも応用すべく展開を検討中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
COVID-19の影響及び研究代表者の研究箇所の移転により研究計画に遅れが出ている。
また、当初の研究計画のうちAHA導入酵素の改変並びにペプチド発現コンストラクトについては当初想定していた計画の変更を余儀なくされたため遅延に繋がっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
大腸菌とAlocLysOHを用いたペプチド生産系を確立し、修飾ペプチドも含め生産できるペプチド種を増やしていきたい。
AHA導入酵素の改変についても異なるアプローチにより実現可能性を引き続き模索する。
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