Ⅲ型ポリケタイド合成酵素のアミノ酸欠損追加導入変異によるあらたな触媒機能の開拓

• 研究課題/領域番号: 26560435
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 森田 洋行 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 教授 (20416663)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 酵素工学 / ポリケタイド合成酵素 / X線結晶構造解析 / 立体構造解析

研究成果の概要

Ⅲ型ポリケタイド合成酵素の機能改変を目的に、8分子のマロニルCoAを縮合し、SEK4/SEK4bへの変換を触媒するオクタケタイド合成酵素（OKS）への欠損変異導入を行った。その結果、OKSの活性中心キャビティー構成アミノ酸である351番目のバリンを欠損させると、開始基質に対する基質特異性が脂肪族CoAに特化することが判明した。本変異酵素のX線結晶構造解析を行った結果、触媒残基システイン近傍の活性中心キャビティーの容積が増大したために基質特異性が脂肪族CoAに特化したことが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Manipulation of prenylation reactions by structure-based engineering of bacterial indolactam prenyltransferases (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, L. Zhang, T. Awakawa, S. Hoshino, M. Okada, H. Morita, I. Abe
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 10849-10851
  • DOI: 10.1038/ncomms10849
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for olivetolic acid formation by a polyketide cyclase from Cannabis sativa (2016)
  • 著者名/発表者名: X. Yang, T. Matsui, T. Kodama, T. Mori, X. Zhou, F. Taura, H. Noguchi, I. Abe, H. Morita
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 283 号: 6 ページ: 1088-1106
  • DOI: 10.1111/febs.13654
  • NAID: 120006559813
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for the formation of acylalkylpyrones from two β-ketoacyl units by the fungal type III polyketide synthase CsyB (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori, T., Yang, D., Matsui, T, Hashimoto, M., Morita, H., Fujii, I., Abe, I.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 8 ページ: 5214-5225
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.626416
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression, purification, and crystallization of a plant polyketide cyclase from Cannabis sativa (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Yang, T. Matsui, T. Mori, F. Taura, H. Noguchi, I. Abe, H. Morita
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F 巻: 71 号: 12 ページ: 1470-1474
  • DOI: 10.1107/s2053230x15020385
  • NAID: 120006389597
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物由来Ⅲ型ポリケタイド合成酵素の触媒機能の拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 雑誌名: 日本応用酵素協会誌 巻: 49 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [学会発表] アサ由来ポリケタイド閉環酵素のX線結晶構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行，楊新美，松井崇，児玉猛，森貴裕，周暁希，野口博司，阿部郁朗
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Crystal structure analysis of the novel plant polyketide cyclase (2016)
  • 著者名/発表者名: Morita H
  • 学会等名: International Conference on Natural Products (ICNP) 2016
  • 発表場所: Kuala Terengganu, Malaysia
  • 年月日: 2016-03-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アサ由来ポリケタイド閉環酵素のX線結晶構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松井崇，楊新美，児玉猛，周暁希，森貴裕，野口博司，阿部郁朗，森田洋行
  • 学会等名: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Structural basis for novel plant polyketide cyclase (2016)
  • 著者名/発表者名: Morita H
  • 学会等名: 32nd International Annual Meeting in Pharmaceutical Sciences
  • 発表場所: Chulalongkorn, Thailand
  • 年月日: 2016-03-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structure-function analyses of two novel plant type III polyketide synthases obtained from medicinal plant Evodia rutaecarpa (2015)
  • 著者名/発表者名: Kodama T., Matsui T., Mori T., Tadakoshi T., Noguchi H., Abe I., Morita H
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Precursor-directed biosynthesis of unnatural novel alkaloids by using a plant type III polyketide synthase obtained from Evodia rutaecarpa (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito T., Kodama T., Noguchi H., Abe I., Morita H
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of two novel plant type III polykeitde synthases obtained from medicinal plant Evodia rutaecarpa (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita H
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アサ由来ポリケタイド閉環酵素のX線結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行，楊新美，松井崇，児玉猛，周暁希，森貴裕，野口博司，阿部郁朗
  • 学会等名: 酵素工学研究会第74回講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-16
• [学会発表] Structural basis of polyketide cyclase from Cannabis sativa (2015)
  • 著者名/発表者名: Yang X., Matsui T., Kodama T., Abe I., Morita H.: Structural basis of polyketide cyclase from Cannabis sativa
  • 学会等名: ISPSA2015
  • 発表場所: Tokushima
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] 植物ポリケタイド骨格形成酵素群を利用した非天然型化合物群の創出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 理研NMR天然物シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素へのアミノ酸欠損/導入変異による多環性化合物群の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: とやま産学官金交流会2014
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-12-02
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素へのアミノ酸欠損/導入変異による多環性化合物群の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 富山大学コラボフェスタ2014
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-09-19
• [備考] 富山大学和漢医薬学総合研究所 天然物化学分野
  • URL: http://www.inm.u-toyama.ac.jp/napc/index.html