新規生分解性バイオポリエステル設計のための関連酵素の構造―機能研究

• 研究課題/領域番号: 24510114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 久野 玉雄 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (20312267)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 環境調和型材料 / バイオポリエステル / 生分解性高分子 / 微生物酵素 / 構造と機能 / 結晶構造解析 / 生分解性

研究成果の概要

バイオポリエステルの代表的なものの一つであるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）は生分解性を有する、微生物合成が可能なポリエステルである。本研究課題では、新規なPHAのデザインおよびその合成システムの構築に不可欠なPHA代謝に関与する酵素の構造と機能について検討した。マルチドメイン構造のPHA分解酵素を結晶化し、本酵素と基質との複合体構造を明らかにした。そしてタイプ１の触媒ドメインにおける基質結合様式を明らかにした。また、水溶性の生分解性ポリマーであるポリアスパラギン酸の分解酵素について結晶化および構造解析にも成功し、本酵素と基質との複合体構造および基質結合様式を明らかにした。

研究成果

• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の基質複合体の構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久野玉雄・平石知裕・南 皓介・桝田エリ子・阿部英喜・前田瑞夫・城 宜嗣
  • 学会等名: 日本結晶学会平成２６年度年会
  • 発表場所: 東京大学弥生キャンパス
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久野玉雄・平石知裕・南 皓介・桝田エリ子・阿部英喜・前田瑞夫・城 宜嗣
  • 学会等名: 第６３回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] Enzymatic hydrolysis of the β－β amide linkage in poly-β-aspartate (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamao Hisano, Tomohiro Hiraishi, Kosuke Minami, Eriko Masuda, Hideki Abe, Mizuo Maeda, Yoshitsugu Shiro
  • 学会等名: 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-06 – 2014-08-08
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の結晶構造
  • 著者名/発表者名: 久野玉雄、平石知裕、南皓介、桝田エリ子、阿部英喜、前田瑞夫、城宜嗣
  • 学会等名: 第１３回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん会館、鳥取
• [学会発表] Crystal structure of poly-b-aspartate hydrolase from Pedobactor sp. KP-2
  • 著者名/発表者名: Tamao Hisano, Tomohiro Hiraishi, Kosuke Minami, Eriko Masuda, Hideki Abe, Mizuo Maeda, Yoshitsugu Shiro
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biobased Polymers (ICBP2013)
  • 発表場所: 漢陽大学校, Seoul, Korea
• [学会発表] ポリアスパラギン酸分解酵素の結晶構造解析
  • 著者名/発表者名: 久野玉雄、平石知裕、南皓介、桝田エリ子、阿部英喜、前田瑞夫、城宜嗣
  • 学会等名: 平成２５年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 熊本大学、熊本
• [学会発表] ポリ-β-アスパラギン酸分解酵素とオリゴマー基質との複合体の結晶構造
  • 著者名/発表者名: 久野玉雄、平石知裕、南皓介、桝田エリ子、阿部英喜、前田瑞夫、城宜嗣
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
• [学会発表] Introduction to Protein Crystallography
  • 著者名/発表者名: Tamao Hisano, Tomohiro Hiraishi, Kosuke Minami, Eriko Masuda, Hideki Abe, Mizuo Maeda, Yoshitsugu Shiro
  • 学会等名: Introduction to Protein Crystallography A Hands-On Workshop
  • 発表場所: Universiti Sains Malaysia, Penang, Malaysia
  • 招待講演