| 研究領域 | 生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04645
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
勝山 陽平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (50646437)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 非リボソームペプチド合成酵素 / ポリケタイド合成酵素 / X線結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡 / 生合成 / 放線菌 / 二次代謝産物 / biosynthesis / polyketide / nonribosomal peptide |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポリエンを生合成するII型PKSであるIga11-Iga12 (KS-CLF)とIga10 (CP) を題材としてCPに導入する変異がKS-CLFとCP間の相互作用に与える評価する。この実験を他のCPでも行い、その情報をもとに、CPと酵素間の相互作用をデザインする手法を確立する。NRPSであるFmoA2とFmoA3の構造解析を行い、これらの触媒機構の理解を目指す。また、hydroxymethylserineというalpha,alpha-二置換アミノ酸を持つcirratiomycinの生合成機構を調べ、hydroxymethylserine合成機構やNPRSによるhydroxymethylserineの認識機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
JBIR-34, -35の生合成を担い、ヘテロ環化 (Cy) ドメイン、アデニル化 (A) ドメイン、キャリアータンパク質 (CP)ドメインから構成される単モジュール非リボソームペプチド合成酵素 (NRPS) であるFmoA3の構造をクライオ電子顕微鏡単粒子解析を用いて明らかにした。さらに、部位特異的変異導入を用いた解析により、通常のCyドメインがペプチド結合とヘテロ環化２種の反応を触媒するが、FmoA3のCyドメインがヘテロ環化活性のみを持つことを示した。また、このCyドメインがペプチド結合を失ったのは上流のCPドメインとの総合作用する能力が低下していることによると明らかにした。また、ポリケタイド合成酵素 (PKS) と脂肪酸合成酵素 (FAS) のケト合成酵素 (KS) のCP特異性に関して知見を得るために、ishigamide生産放線菌のFabFとAcpPの複合体の構造を2種類の反応機構利用型架橋剤 (アシル基転移反応模倣型と縮合反応模倣型) を利用し、明らかにすることに成功した。また、この構造で得られた情報をもとに部位特異的変異導入を行うことで、CPのヘリックスIIIが特にKSを見分けるために重要な役割を担っていることが示唆された。
また、cirratiomycinの生合成経路を調べることで、非タンパク質性アミノ酸である、ヒドロキシメチルセリンが、CirHと名付けた酵素がD-serineのヒドロキシメチル化を触媒することで起こることを示した。また、ジアゾ基を持つアミノ酸 (6-diazo-5-oxonorleucine) 2分子とアラニンから構成されるトリペプチド、アラゾペプチンの全生合成経路を明らかにすることに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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