| 研究課題/領域番号 |
24K02171
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
三重 安弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (00415746)
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| 研究分担者 |
辻野 博文 大阪大学, 総合学術博物館, 准教授 (10707144)
安武 義晃 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20415756)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2026年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2025年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2024年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
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| キーワード | 酵素反応制御 / 水酸化酵素 / 電極界面 / 単分子膜 / 酵素薄膜 / 立体選択性 / P450ファミリー / 構造規制電極 / 分子コーティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
がん等に関与する細胞内のタンパク質を阻害可能な中分子化合物による創薬が期待されている。実用のためには、中分子化合物の立体選択的な分子構造変換による特性改変が必須であり、酵素を活用する分子改変法が提案されている。しかしながら、酵素反応を駆動するための系の構築が困難なため進展していない。一方、申請者は電気的に酵素反応を駆動可能な電極触媒を開発しており、最近、当該界面特性を改変することで酵素反応の立体選択性が変わることを見出した。本研究では、この現象を明らかにして電気的酵素反応による自在な分子変換系を構築し、中分子医薬の進展に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
がん等に関与する細胞内のタンパク質を阻害可能な中分子化合物による創薬が期待されている。実用のためには、中分子化合物の立体選択的な分子構造変換による特性改変が必須であり、酵素を活用する分子改変法が提案されている。しかしながら、中分子を基質とする酵素反応を駆動するための系の構築が困難なため進展していない。本研究では、酵素駆動に有用な電極触媒界面を探索・調査することで、電気的酵素反応による自在な分子変換系を構築し、中分子医薬の進展に貢献する。
本年度（１年目）は、中分子変換が期待される微生物由来の酸化還元酵素（Vdh）を主なターゲットとして検討した。効率的なスクリーニングを行うため、生成物の分析が比較的容易なビタミンD3を基質とした反応系および評価系の構築を行なった。電極界面にさまざまな特性を有する有機分子を単分子様にコーティングし、当該界面上にVdhを固定化して電圧印加により酵素反応を進行させ、得られた生成物の分析を行なった。特定のコーティング分子を用いた場合に得られた生成物は、電子伝達蛋白質や電子源として有機物を用いる従来の生化学的な評価方法で得られる生成物と同一となることが示され、当該酵素の電気的な駆動により、従来と同様な酵素反応が進行することを明らかにした。一方、他のコーティング分子を用いた場合は、前記とは異なる生成物が生じ、電極界面のコーティング分子の違いにより従来とは異なる様相で当該酵素反応が進行することが示唆された。また、他の酸化還元酵素についても同様な現象を確認することができた。以上のように、中分子変換のための基礎的な知見を得ることができた。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
中分子変換に有用と期待される酵素に対して、有用な電極界面特性を見出すとともに、界面特性により、従来とは異なる様相で酵素反応が進行することなど、当該課題の目的に有用な基礎的知見を得ることができている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度に明らかにした現象のより具体的な解析を、界面分析法や人工知能を利用した方法などを駆使して進めるとともに、中分子変換に有用とされる他の有用酵素（他生物由来の水酸化酵素等）への展開などを実施する。また、中分子変換への展開も進める。
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