| 研究課題/領域番号 |
23KF0213
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分47050:環境および天然医薬資源学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
阿部 郁朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (40305496)
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| 研究分担者 |
YANG YI 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-11-15 – 2026-03-31
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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 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2025年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
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| キーワード | 薬用天然物 / 生合成 / 合成生物学 / 酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では薬用天然物の生合成を担う酵素群の触媒機構を明らかにし、既存の有機化学的手法では合成困難な複雑骨格化合物の創出技術の確立すること目的とする。特に、研究対象としてカンナビノイド類縁体の合成に関わる生合成酵素を取り上げる。具体的には、Cannabidiolic acid synthaseの触媒機能を構造解析とスペクトル解析によって明らかにし、非天然型のカンナビノイド類縁体を創出する。
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| 研究実績の概要 |
植物や微生物内において様々な生命現象を媒介する様々な天然物は天然医薬資源として利用されている。生合成遺伝子の改変を基盤とした合成生物学的手法は、生物活性の制御や増強を指向した天然物化学構造の効率的多様化を可能にする有力な方法論である。本研究では薬用天然物の生合成を担う酵素群の触媒機構を明らかにし、既存の有機化学的手法では合成困難な複雑骨格化合物の創出技術の確立すること目的とする。研究対象としてカンナビノイド類縁体の合成に関わる生合成酵素などを取り上げた。Cannabidiolic acid synthaseの触媒機能を構造解析とスペクトル解析によって明らかにし、非天然型のカンナビノイド類縁体の創出をめざした。
第１年次は、まず酵素反応の３次元立体構造と基質の認識機構を明らかにするためにタンパク質の異種発現系構築、酵素精製、活性評価、結晶化に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
第１年次は、まず酵素反応の３次元立体構造と基質の認識機構を明らかにするためにタンパク質の異種発現系構築、酵素精製、活性評価、結晶化に着手し、研究は順調に進捗している。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、タンパク質の結晶化と X 線結晶構造解析を行う。結晶化や酵素-基質複合体の取得が困難な場合は、構造予測ツール AlphaFold2 やドッキング手法、分子動力学的手法を用いてタンパク質構造の解明を行う。また触媒反応機構を明らかにするため基質アナログを用いた反応解析、反応速度論を用いた基質特異性の検討も視野に入れて研究を実施する。さらに、得られた構造情報を基盤として酵素活性部位付近に存在する反応制御に関わるアミノ酸変異を導入し、活性アミノ酸残基を同定し、酵素活性と生成物の立体制御に与える影響を精査する。
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