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多機能型チトクロームP450酵素MycGの反応制御に向けた研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K05851
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38040:生物有機化学関連
研究機関東邦大学

研究代表者

安齊 洋次郎  東邦大学, 薬学部, 教授 (20318299)

研究分担者 福本 敦  東邦大学, 薬学部, 講師 (50516391)
飯坂 洋平  東邦大学, 薬学部, 講師 (40770425)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード多機能型酵素 / チトクロームP450酵素 / マクロライド系抗生物質 / 生合成 / 反応制御 / 多機能型P450 / レドックスパートナー / mycinamicin / 融合型酵素 / マクロライド抗生物質
研究開始時の研究の概要

チトクロームP450酵素(P450)による酸化反応は抗生物質の構造の多様性を引き出すとともに抗菌活性に大きな影響を与える。マクロライド抗生物質mycinamicinの生合成に関与するMycGは多様な酸化反応を複数回触媒する多機能型P450である。それぞれの酸化反応に関与するアミノ酸残基の同定などの結果から導き出された変異型MycG、P450の反応に必須である電子伝達タンパク質を更に融合した変異型MycGの有用性を検討することで、多機能型P450の産業応用へ繋げるための新たな知見を得る。

研究成果の概要

Micromonospora griseorubida A11725が生産するマクロライド系抗生物質mycinamicinの生合成における複数種類の酸化反応に関与する多機能型チトクロムP450酵素MycGの反応制御を試みた。生合成中間体であるmycinamicin-Ⅴ(M-Ⅴ)のエポキシ化が滞る3種類のMycG変異体をMycG変異体ライブラリーから取得した。MycG変異体V135G/E355Kをコードする遺伝子をmycG破壊株M. griseorubida TPMA0025へ導入したM. griseorubida TPMA0075は野生株やコントロール株よりもM-Ⅴを10~40倍多く生産した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

複数種類の触媒反応を示す多機能型酵素の部分的な触媒反応の制御は、酵素反応や発酵における目的化合物や稀少化合物の効率的な取得や生産に繋がる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ミシガン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ミシガン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Engineering sequence and selectivity of late-stage C-H oxidation in the MycG iterative cytochrome P4502021

    • 著者名/発表者名
      Iizaka, Y., Arai, R., Takahashi, A., Ito, M., Sakai, M., Fukumoto, A., Sherman, D. H., Anzai, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology

      巻: 49 号: 1

    • DOI

      10.1093/jimb/kuab069

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 酸化酵素の異種発現によるハイブリッド型マクロライド系抗生物質生産系の構築2023

    • 著者名/発表者名
      飯坂 洋平、山田 茉莉、越野 翠麗、高橋 沙和、福本 敦、安齊 洋次郎
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酸化酵素MycGを応用したハイブリット型マクロライド系抗生物質の生産2022

    • 著者名/発表者名
      飯坂洋平、山田茉莉、越野翠麗、福本敦、安齊洋次郎
    • 学会等名
      第34回微生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis and application of multifunctional P450 enzyme MycG in biosynthetic pathway of 16-membered macrolide antibiotic mycinamicin.2022

    • 著者名/発表者名
      Yojiro Anzai, Yohei Iizaka, Atsushi Fukumoto, Fumio Kato
    • 学会等名
      The First International Conference of Natural and Biological Resources Technologies. Ulaanbaatar, Mongolia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子伝達機構を介した多機能型シトクロムP450酵素MycGの反応制御2022

    • 著者名/発表者名
      飯坂洋平, 萩原瑠花, 重松優香, 福本敦, 安齊洋次郎
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シトクロムP450酵素MycGの反応制御に基づく希少な生合成中間体の効率的な生産2021

    • 著者名/発表者名
      飯坂洋平, 伊藤みき乃, 酒井美穂, 澤井香奈子, 山田茉莉, 福本敦, 安齊洋次郎
    • 学会等名
      第33回微生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 多機能型シトクロムP450酵素MycGの多段階酸化反応に関与するアミノ酸残基の同定2021

    • 著者名/発表者名
      飯坂洋平、髙橋あかり、伊藤みき乃、酒井美穂、福本敦、安齊洋次郎
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 多機能型シトクロムP450酵素MycGの酸化反応制御に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      飯坂 洋平、荒井 瑠星、髙橋 あかり、福本 敦、安齊 洋次郎
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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