オンデマンド型水酸化アミノ酸生産を目指した新規微生物酵素の包括的スクリーニング

• 研究課題/領域番号: 21780070
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 日比 慎 京都大学, 大学院・農学研究科, 助教 (30432347)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 水酸化アミノ酸 / 微生物スクリーニング / ジオキシゲナーゼ / 酵素触媒 / 微生物 / 水酸化酵素 / 基質特異性 / スクリーニング / キラルアルコール / N置換アミノ酸 / アミノ酸 / 水酸化 / 酵素

研究概要

有用な生理活性を持ち医薬品や食品用途などへの利用が期待されている水酸化アミノ酸類を効率的に生産する酵素変換法の開発に取り組んだ。本研究において微生物由来の4種のアミノ酸水酸化酵素に関して基質特異性と反応産物の構造を決定することができた。各酵素の水酸化活性は新規な反応であり、また何れの反応においてもその立体特異性は高く、光学活性水酸化アミノ酸の生産のための産業用酵素触媒として非常に優れていることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] A novel L-isoleucine metabolism i n Bacillus thuringiensis generating (2S, 3R,4S)-4-hydroxyisoleucine (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogawa J, Kodera T, Smirnov SV, Hibi M, Samsonova NN, Koyama R, Yamanaka H, Mano J, Kawashima T, Yokozeki K, Shimiz u S.
  • 雑誌名: a potential insulinotropic and anti-obesity amino acid, Applied Microbiology and Biotechn olog 89 ページ: 1929-1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic engineering of Escherich ia coli to produce (2S,3R,4S)-4-hydroxy isoleucine (2010)
  • 著者名/発表者名: Smirnov SV, Kodera T , Samsonova NN , Kotlyarova VA, Rushkevich NY, Kivero AD, Sokolov PM, Hibi M, Ogawa J, Shimizu S.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Bi otechnology 88 ページ: 719-726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic engineering of Escherichia coli to produce(2S,3R,4S)-4-hydroxyisoleucine (2010)
  • 著者名/発表者名: Smirnov SV, Kodera T, Samsonova NN, Kotlyarova VA, Rushkevich NY, Kivero AD, Sokolov PM, Hibi M, Ogawa J, Shimizu S.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 88 ページ: 719-726
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel L-isoleucine metabolism in Bacillus thuringiensis generating (2S,3R,4S)-4-hydroxyisoleucine, a potential insulinotropic and anti-obesity amino acid (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogawa J, Kodera T, Smirnov SV, Hibi M, Samsonova NN, Koyama R, Yamanaka H, Mano J, Kawashima T, Yokozeki K, Shimizu S.
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 89 ページ: 1929-1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel l-isoleuc ine hydroxylating enzyme, l-isoleucine dioxygenase from Bacillus thuringiensis, produces (2S,3R,4S)-4-hydroxyisoleucine (2009)
  • 著者名/発表者名: Kodera T, Smirnov SV, Samsonova NN, Kozlov YI, Koyama R, Hibi M, Ogawa J, Y okozeki K, Shimizu S
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications. 390 ページ: 506-510
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel l-isoleucine hydroxylating enzyme, l-isoleucine dioxygenase from Bacillus thuringiensis, produces (2S,3R,4S)-4-hydroxyisoleucine (2009)
  • 著者名/発表者名: Kodera, T.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 390 ページ: 506-510
  • 査読あり
• [学会発表] Bacillus thuringiensis 2e2株由来L-isoleucine dioxygenaseによる有用アミノ酸の立体選択的合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日比慎、河嶋隆志、清水昌、横関健三、小川順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Burkholderia ambifariaAMMD株由来新規dioxygenaseの機能解析及び反応生成物の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志, 日比慎, 横関健三, 清水昌, 小川順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Bacillus thuringiensis 2e2株由来L-isoleucine dioxygenaseによる有用アミノ酸の立体選択的合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日比慎、河嶋隆志、清水昌、横関健三、小川順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都府)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Burkholderia ambifaria AMMD株由来新規dioxygenaseの機能解析及び反応生成物の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志、日比慎、横関健三、清水昌、小川順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都府)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 微生物由来新規アミノ酸水酸化酵素の基質特異性解析及び生成物の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志, 日比慎, 横関健三, 清水昌, 小川順
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] 微生物由来新規アミノ酸水酸化酵素の基質特異性解析及び生成物の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志, 日比慎, 横関健三, 清水昌, 小川順
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎シーガイヤ(宮崎県)
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] Application of microbial enzymes in the production of functional hydroxy amino acids (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Hibi, Jun Ogawa, Kenzo Yokozeki, Sakayu Shimizu
  • 学会等名: The 12th Japanese-Swiss Meeting on Biotechnology and Bioprocess Development
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] Application of microbial enzymes in the production of functional hydroxy amino acids (2010)
  • 著者名/発表者名: Hibi M, Ogawa J, Yokozeki K, Shimizu S
  • 学会等名: The 12th Japanese-Swiss Meeting on Biotechnology and Bioprocess Development
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県)
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] 微生物由来新規アミノ酸水酸化酵素の探索及び基質特異性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志, 日比慎, 小川順, 横関健三, 清水昌
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 微生物由来新規アミノ酸水酸化酵素の探索及び基質特異性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河嶋隆志
  • 学会等名: 2010年度農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京大学 (東京)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Bacillus属細菌における新規L-イソロイシン代謝経路とその生理的意義 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日比慎, 小川順, 横関健三, 清水昌
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部、日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部および日本食品科学工学会西日本支部合同沖縄大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Bacillus属細菌由来4-ヒドロキシイソロイシン脱水素酵素の機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日比慎, 河嶋隆志, 小川順, 横関健三, 清水昌
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部、日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部および日本食品科学工学会西日本支部合同沖縄大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Bacillus属細菌における新規L-イソロイシン代謝経路とその生理的意義 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日比慎
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部、日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部および日本食品科学工学会西日本支部合同沖縄大会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄)
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Enzymatic synthesis of 4-hydroxy isoleucine with novel dioxygenase (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto Hibi, Jun Ogawa, Tomohiro Kodera, Sergey V.Smirnov, Kenzo Yokozeki, Sakayu Shimizu
  • 学会等名: 15th German-Japanese Workshop on Enzyme Technology, Rostock
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Enzymatic synthesis of 4-hydroxyisoleucine with novel dioxygenase (2009)
  • 著者名/発表者名: Hibi, M.
  • 学会等名: 15th German-Japanese Workshop on Enzyme Technology
  • 発表場所: Rostock (Germany)
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Enzymatic Synthesis of 4-Hydroxy isoleucine with Novel Dioxygenase, Enzyme (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Hibi, J.Ogawa, T.Kodera, S.V.Smirnov, K. Yokozeki, S.Shimizu
  • 学会等名: Engineering XX, Groningen
  • 発表場所: Netherlands
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] Enzymatic synthesis of 4-hydroxyisoleucine with novel dioxygenase (2009)
  • 著者名/発表者名: Hibi, M.
  • 学会等名: Enzyme Engineering XX
  • 発表場所: Groningen (Netherlands)
  • 年月日: 2009-09-23
• [産業財産権] Method for producing hydroxylated amino acids (2011)
  • 発明者名: Smirnov, S.V., Samsonova, N.N., Kotliarova, V.A., Rushkevich, N.Y., Fedorina, E.A., Sokolov, P.M., Kolokolova, A.V., Ogawa, J., Hibi, M., Shimizu, S., Imabayashi, Y., Suzuki, S., Sugiyama, M.
  • 権利者名: Ajinomoto Co., Inc.
  • 出願年月日: 2011-02-24
  • 外国
• [産業財産権] METHOD FOR PRODUCING HYDROXYLATED AMINO ACIDS (2011)
  • 発明者名: SMIRNOV, S.V.SAMSONOVA, N.N., KOTLIAROVA, V.A., RUSHKEVICH, N.Y., FEDORINA, E.A., SOKOLOV, P.M., KOLOKOLOVA, A.V., OGAWA, J., HIBI, M., SHIMIZU, S., IMABA YASHI, Y., SUZUKI S., SUGIYAMA, M.
  • 権利者名: AJINO MOTO CO., INC.
  • 出願年月日: 2011-02-24
  • 外国
• [産業財産権] METHOD FOR PRODUCING HYDROXYLATED AMINO ACIDS (2010)
  • 発明者名: SMIRNOV, S.V.SAMSONOVA, N.N., KOTLIAROVA, V.A., RUSHKEVICH, N.Y., FEDORINA, E.A., SOKOLOV, P.M., KOLOKOLOVA, A.V., OGAWA, J., HIBI, M., SHIMIZU, S., IMABA YASHI, Y., SUZUKI S., SUGIYAMA, M.
  • 権利者名: AJINO MOTO CO., INC.
  • 取得年月日: 2010-08-18
  • 外国