構造情報と機能・配列相関の統合による酵素機能の改変

• 研究課題/領域番号: 21350096
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 宮本 憲二 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (60360111)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2009年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: アリールマロン酸脱炭酸酵素 / ラセマーゼ / 機能改変 / 活性向上 / 立体構造 / アリールマロン酸脱炭酸素

研究概要

本研究課題では、 研究代表者が見いだした極めて新規性の高いアリールマロン酸脱炭酸酵素をモデル酵素として用いた。そして、構造情報と性質の異なる多数の酵素の配列情報を対応づけることで、今まで不明な点が多かった構造と機能の関連性の全容解明を目的とした。そして、高精度での酵素機能の分子進化手法の開発や、従来最も困難とされていた活性向上などの機能改変を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Engineering the PromiscuousRacemase Activity of an ArylmalonateDecarboxylase (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist, Y . Miyauchi, D. Uemura and K.Miyamoto
  • 雑誌名: Chemistry-A EuropeanJournal 巻: 17 ページ: 557-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] ArylmalonateDecarboxylase G74C, an artificialracemase (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist and K. Miyamoto
  • 雑誌名: Biotech international 巻: 23 ページ: 6-11
• [雑誌論文] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮本憲二
  • 雑誌名: 酵素工学研究会「酵素工学ニュース」トピックス 巻: 64 ページ: 5-10
• [雑誌論文] Biocatalytic strategies for theasymmetric synthesis of profens - recenttrends and developments (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist, P . Dominguez de Maria and K.Miyamoto
  • 雑誌名: GreenChemistry 巻: 13 ページ: 2607-2618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatically improvedcatalytic activity of an artificial(S)-selective arylmalonatedecarboxylase by structure-guideddirected evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Y . Miyauchi, R. Kourist, D. Uemura and K.Miyamoto
  • 雑誌名: ChemicalCommunications 巻: 47 ページ: 7503-7505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biocatalytic strategies for the asymmetric synthesis of profens-recent trends and developments (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, P.Dominguez de Maria, K.Miyamoto
  • 雑誌名: Green Chemistry 巻: 13 号: 10 ページ: 2607-2618
  • DOI: 10.1039/c1gc15162b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatically improved catalytic activity of an artificial (S)-selective arylmalonate decarboxylase by structure-guided directed evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyauchi, R.Kourist, D.Uemura, K.Miyamoto
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47 号: 26 ページ: 7503-7505
  • DOI: 10.1039/c1cc11953b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineering the Promiscuous Racemase Activity of an Arylmalonate Decarboxylase (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, Y.Miyauchi, D.Uemura, K.Miyamoto
  • 雑誌名: Chemistry-A European Joumal 巻: 17 ページ: 557-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein engineering of Arylmalonate Decarboxylase G74C, an artificial race mase (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, K.Miyamoto
  • 雑誌名: Biotech international 巻: 23 ページ: 6-11
• [学会発表] 合理的デザインによる変異酵素の劇的活性向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榎純一、 宮内祐介、 吉田昭介、 宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第93 春季年会(2013)
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] 合理的デザインによる変異酵素の劇的活性向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榎純一、宮内祐介、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] Directed evolution によるアリールマロン酸脱炭酸酵素の酵素活性向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榎純一、 宮内祐介、 吉田昭介、 宮本憲二
  • 学会等名: 第16回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 富山県民会館
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] 自然界に存在しない酵素を創りだし (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮本憲二
  • 学会等名: 性能を向上する、新規素材探索研究会
  • 発表場所: 新横浜フジビューホテル(新横浜)
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] 好熱性古細菌由来エステラーゼを用いた不斉ドミノ型反応の開発と選択性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 九門 孝志、和田 玲奈、吉田 昭介、宮本 憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 非天然化合物に作用するラセマーゼの創製と機能向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: KOURIST Robert、 吉田 昭介、 宮本 憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] S 体選択的アリールマロン酸脱炭酸酵素変異体の活性向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榎 純一、宮内 祐介、吉田 昭介、宮本 憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92 春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 非天然化合物に作用するラセマーゼの創製と機能向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: KOURIST Robert、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(日吉・矢上キャンパス)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] S体選択的アリールマロン酸脱炭酸酵素変異体の活性向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榎純一、宮内祐介、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(日吉・矢上キャンパス)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 好熱性古細菌由来エステラーゼを用いた不斉ドミノ型反応の開発と選択性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 九門孝志、和田玲奈、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 慶應義塾大学(日吉・矢上キャンパス)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] Dramatically improvedcatalytic activity of an artificial(S)-selective arylmalonatedecarboxylase by directed evolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: Gordon research conference
  • 発表場所: Bryant University(USA)
• [学会発表] Dramatically improved catalytic activity of an artificial (S)-selective arylmalonate decarboxylase by directed evolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: Gordon research conference (Biocatalyst)
  • 発表場所: Bryant University (USA)
• [学会発表] 活性部位の再デザインによるアリールマロン酸脱炭酸酵素変異体の機能向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮内祐介、ロバート・コウリスト、榎純一、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 第15回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学薬学部(芝共立キャンパス)
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] 好熱性エステラーゼによるドミノ型反応の開発と立体選択性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 九門孝志、和田玲奈、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 第15回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学薬学部(芝共立キャンパス)
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] Dramatically improvedcatalytic activity of an artificial(S)-selective arylmalonatedecarboxylase by structure-guideddirected evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: 16thJapanese-German Workshop onEnzyme T echnology
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Dramatically improved catalytic activity of an artificial (S)-selective arylmalonate decarboxylase by structure-guided directed evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: 16th Japanese-German Workshop on Enzyme Technology
  • 発表場所: 富山国際会議場(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 耐熱性古細菌由来エステラーゼを用いた不斉ドミノ型反応の開発と選択性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 九門孝志、和田玲奈、ロバートコウリスト、上村大輔、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第91 春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変によるラセマーゼの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: ロバートコウリスト、上村大輔、宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第91 春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変によるラセマーゼの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: ロバートコウリスト・上村大輔・宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変による活性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮内祐介・ロバートコウリスト・上村大輔・宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 耐熱性古細菌由来エステラーゼを用いた不斉ドミノ型反応の開発と選択性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 九門孝志・和田玲奈・ロバートコウリスト・上村大輔・宮本憲二
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Proteinengineering of ArylmalonateDecarboxylase G74C, acofactor-independent racemase (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist, K. Miyamoto
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Structure-GuidedSite-directed Mutagenesis ofArylmalonate Decarboxylase (2010)
  • 著者名/発表者名: Y . Miyauchi, R. Kourist, D. Uemura, K.Miyamoto
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Asymmetric Domino Reactionby an Esterase from Sulfolobus tokodaiiStrain 7 (2010)
  • 著者名/発表者名: T . Kumon, R. Wada, K. Miyamoto, D.Uemura
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Protein engineering of Arylmalonate Decarboxylase G74C, a cofactor-independent racemase (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, K.Miyamoto
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Structure-Guided Site-directed Mutagenesis of Arylmalonate Decarboxylase (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyauchi, R.Kourist, D.Uemura, K.Miyamoto
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Asymmetric Domino Reaction by an Esterase from Sulfolobus tokodaii Strain 7 (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kumon, R.Wada, K.Miyamoto, D.Uemura
  • 学会等名: Pafichem2010
  • 発表場所: Hawai (USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮内祐介、宮本憲二、太田博道、上村大輔
  • 学会等名: 第14回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: グランシップ静岡 (静岡)
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] アリールマロン酸脱炭酸酵素の機能改変 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮内祐介、宮本憲二、太田博道、上村大輔
  • 学会等名: 第14回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: グランシップ静岡(静岡)(口頭発表)
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Protein engineering of arylmalonatedecarboxylase variants with promiscuousracemising activity (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist, Y . Miyauchi, K. Miyamoto
  • 学会等名: Dechema Jahrestagung der Biotechnologen
  • 発表場所: Aachen (Germany)
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Protein engineering of arylmalonate decarboxylase variants with promiscuous racemising activity (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, Y.Miyauchi, K.Miyamoto
  • 学会等名: Dechema Jahrestagung der Biotechnologen
  • 発表場所: Aachen (Germany)
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Protein engineering of arylmalonatedecarboxylase variants with promiscuousracemising activity (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Kourist, Y . Miyauchi, K. Miyamoto
  • 学会等名: Biocat2010
  • 発表場所: Hamburg (Germany)
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Protein engineering of arylmalonate decarboxylase variants with promiscuous racemising activity (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Kourist, Y.Miyauchi, K.Miyamoto
  • 学会等名: Biocat2010
  • 発表場所: Hamburg (Germany)
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] AsymmetricDecarboxylation by ArylmalonateDecarboxylase and ThermostableEsterase (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: Gordon Research Conference(Biocatalysis)
  • 発表場所: BryantUniversity (USA)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] Asymmetric Decarboxylation by Arylmalonate Decarboxylase and Thermostable Esterase (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto
  • 学会等名: Gordon Research Conference (Biocatalysis)
  • 発表場所: Bryant University (USA)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] 好熱性個最近由来エステラーゼを用いた新規ドミノ型反応の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田玲奈、太田博道、宮本憲二、上村大輔
  • 学会等名: 日本化学会 第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 好熱性古細菌由来エステラーゼST0071を用いた新規ドミノ型反応の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田玲奈、太田博道、宮本憲二、上村大輔
  • 学会等名: 第13回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 香川大学
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] Directed evolutionによるアリールマロン酸脱炭酸酵素の酵素活性向上
  • 著者名/発表者名: 榎純一、宮内祐介、吉田昭介、宮本憲二
  • 学会等名: 第16回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 富山県民会館
• [学会発表] 自然界に存在しない酵素を創りだし、性能を向上する
  • 著者名/発表者名: 宮本憲二
  • 学会等名: 新規素材探索研究会
  • 発表場所: 新横浜フジビューホテル
  • 招待講演
• [図書] Asymmetric decarboxylation of arylmalonates and racemization of profens by arylmalonate decarboxylase and its variants, PracticalMethods for Biocatalysis andBiotransformations (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto, Robert Kourist, ShosukeY oshida, Hiromichi Ohta
  • 出版者: WILEY
• [図書] Practical Methods for Biocatalysis and Biotransformations 2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyamoto, Robert Kourist, ShosukeYoshida, Hiromichi Ohta
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: WILEY
• [備考]
  • URL: http://www.bio.keio.ac.jp/labs/kmiyamoto/
• [備考] 宮本研究室ホームページ
  • URL: http://www.bio.keio.ac.jp/labs/kmiyamoto/policy.html
• [備考]
  • URL: http://www.bio.keio.ac.jp/labs/kmiyamoto/
• [備考]
  • URL: http://www.bio.keio.ac.jp/labs/kmiyamoto/
• [産業財産権] 特許(PCT出願) (2012)
  • 発明者名: 宮本憲二
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 出願年月日: 2012-02-27
  • 外国
• [産業財産権] S 体選択的高活性型変異型アリールマロン酸脱炭酸酵素 (2011)
  • 発明者名: 宮本憲二
  • 権利者名: 慶應義塾
  • 出願年月日: 2011
• [産業財産権] S体選択的高活性型変異型アリールマロン酸脱炭酸酵素 (2011)
  • 発明者名: 宮本憲二
  • 権利者名: 慶應義塾
  • 産業財産権番号: 2011-043085
  • 出願年月日: 2011