生体機能分子を利用したアミド化合物生産法の開発

• 研究課題/領域番号: 26289318
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 木野 邦器 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60318764)
• 研究協力者: 胡桃坂 仁志
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2014年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: バイオテクノロジー / 遺伝子 / 酵素 / 生体分子 / 生物・生体工学 / ペプチド / アミド化合物 / 酵素工学

研究成果の概要

多様な機能を有するアミド化合物の中でも、抗体に代わる中分子医薬品として注目されているペプチドには、血圧降下作用をはじめ抗酸化や抗疲労さらには呈味性を有するものなど多く、効率的なペプチド合成法の開発が望まれている。研究代表者は、無保護のアミノ酸から任意のジペプチドを合成可能な新規酵素を多数取得しており、それらを利用して塩味増強効果を有するジペプチドの探索や酵素の機能改変による効率的な合成プロセスを開発した。一方、汎用性のあるアミド化合物の新規合成法も開発しており、合成可能なアミド化合物の多様性を拡張した。併せてAMPやADPからのATPの再生系を構築し、プロセスの低コスト化を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を発揮するジペプチドの探索とその効率的な合成法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器、木野はるか
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 55 ページ: 182-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] L-アミノ酸リガーゼを利用したジペプチドライブラリーの構築と塩味増強効果を有するジペプチドの探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器、木野はるか
  • 雑誌名: 日本醸造協会誌 巻: 111 ページ: 79-85
  • NAID: 130007414909
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物の多様性に学ぶ酵素探索と利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 94
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ペプチド合成酵素の探索とオリゴペプチド合成法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 67 ページ: 40-47
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effective production of Pro-Gly by mutagenesis of L-amino acid ligase (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruka Kino, Shota Nakajima, Toshinobu Arai and Kuniki Kino
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: XX
  • NAID: 40020927571
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] _L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
  • 雑誌名: 日本食品科学工学会誌 巻: 62 号: 6 ページ: 274-281
  • DOI: 10.3136/nskkk.62.274
  • NAID: 130005089938
  • ISSN: 1341-027X, 1881-6681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alteration of the substrate specificity of L-amino acid ligase and selective synthesis of Met-Gly as a salt taste enhancer (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Kino and Kuniki Kino
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 79 号: 11 ページ: 1827-1832
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1056511
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of RizA, an L-amino-acid ligase from Bacillus subtilis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kagawa W, Arai T, Ishikura S, Kino K, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun. 巻: 71 号: 9 ページ: 1125-1130
  • DOI: 10.1107/s2053230x15012698
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydroxamate-based Colorimetric Assay to Assess Amide Bond Formation by Adenylation Domain of Nonribosomal Peptide Synthetases (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Hara, Ryohei Suzuki, and Kuniki Kino
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: 47 ページ: 89-91
  • DOI: 10.1016/j.ab.2015.01.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
  • 雑誌名: 日本食品科学工学会誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130005089938
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 有用微生物酵素の探索と物質生産プロセスへの展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大
  • 年月日: 2017-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 酵素法によるイミダゾールジペプチドの生産 (2017)
  • 著者名/発表者名: 駒林卓磨、橋田紋佳、紫牟田ひな子、木野邦器
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 脂肪酸アシル-AMP合成酵素を利用した脂肪酸アミド合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸、平井健吾、原良太郎、木野邦器
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都女子大
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 新規ポリリン酸キナーゼによるAMPからのATP再生を利用したアミノアシルプロリン生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸、原良太郎、木野邦器
  • 学会等名: 日本化学会第6回CSJフェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2016-11-14
• [学会発表] 酵素反応と化学反応の融合による新規アミノ酸アミド合成法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平井健吾、鈴木伸、原良太郎、木野邦器
  • 学会等名: 酵素工学研究会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 2016-10-07
• [学会発表] アミノアシルプロリン合成におけるピロフォスタファーゼの効果と菌体反応系での生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸、原良太郎、木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] Fatty accyl-AMPリガーゼを利用した脂肪酸アミド合成法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平井健吾、原良太郎、木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] グリーンバイオを推進する酵素探索と機能開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木野邦器
  • 学会等名: 2016年度グリーンバイオイノベーションフォーラム設立記念シンポジウム基調講演
  • 発表場所: 東京大学農学部中島記念ホール
  • 年月日: 2016-07-20
  • 招待講演
• [学会発表] 単一酵素によるAMPからのATP再生系の構築とアミノアシルプロリン合成への利用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸一，原良太郎，木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年度大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島）
  • 年月日: 2015-10-26
  • 国際学会
• [学会発表] L-アミノ酸リガーゼへの変異導入による塩味増強ジペプチドPro-Glyの効率的合成法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか, 木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年度大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島）
  • 年月日: 2015-10-26
  • 国際学会
• [学会発表] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅澤覚，角谷政尚，服部宏一，東條博昭，駒井強，斉藤司，木野はるか，木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会2015年度大会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島）
  • 年月日: 2015-10-26
  • 国際学会
• [学会発表] PepQおよびPutA欠損大腸菌の休止菌体を利用したアミノアシルプロリン生産 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸，原良太郎，木野邦器
  • 学会等名: 第74回酵素工学研究会
  • 発表場所: 山上会館（東京大学）
  • 年月日: 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Alteration of the Substrate Specificity of L-Amino Acid Ligase and Selective Synthesis of Functional Dipeptide (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Kino, Kuniki Kino
  • 学会等名: BIOTRANS2015
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-07-26
  • 国際学会
• [学会発表] 立体構造解析に基づくL-アミノ酸リガーゼの改変と塩味増強効果を有するMet-Glyの選択的合成法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか、木野邦器
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山・岡山市・岡山大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索と効率的な生産法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
  • 学会等名: 日本生物工学会2014年度大会
  • 発表場所: 北海道・札幌市・札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 結晶構造情報に基づくL-アミノ酸リガーゼTabSの基質特異性の改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋田綾佳、中島翔太、新井利信、木野邦器
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 北海道・札幌市・札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] L-アミノ酸リガーゼを利用した塩味増強効果を有するジペプチドの探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木野はるか、角谷政尚、服部宏一、東條博明、駒井強、南木昂、木野邦器
  • 学会等名: 第68回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 北海道・江別市・酪農学園大学
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [図書] Microbial Production - From Genome Design to Cell Engineering, Capter 17: Enzymatic Production of Designed Peptide (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideharu Anazawa, Sakayu Shimizu (Editors), Kuniki Kino, et al
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: Springer
• [備考] ニュース：日本農芸化学会2015年度大会トピックス賞を受賞
  • URL: http://www.waseda-applchem.jp/jp/
• [備考] ニュース：木野邦器教授が、平成27年度科学技術分野の文部科学大臣表彰(研究)を受賞しました。
  • URL: http://www.waseda-applchem.jp/jp/
• [備考] <受賞>応用化学科 木野邦器教授、電気情報生命工学科 牧本俊樹教授、生命理工学専攻 筒井和義教授
  • URL: http://www.ase.sci.waseda.ac.jp/docs/eventandnews/415
• [備考] イノベーティブな８人の研究者
  • URL: http://www.waseda.jp/top/news/25822
• [産業財産権] イミダゾールジペプチド合成活性を有するタンパク質及びイミダゾールジペプチドの製造方法 (2016)
  • 発明者名: 木野邦器
  • 権利者名: 木野邦器
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-252275
  • 出願年月日: 2016-12-27
• [産業財産権] 塩味増強剤 (2015)
  • 発明者名: 木野はるか, 角谷政尚, 服部宏一, 木野邦器
  • 権利者名: 木野はるか, 角谷政尚, 服部宏一, 木野邦器
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-128323
  • 出願年月日: 2015-06-26