| 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 |
19H04661
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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 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
品田 哲郎 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30271513)
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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 | 生合成酵素 / 有機合成 / 酵素反応 / テルペノイド / 生合成 / 非天然型化合物 / テルペン合成酵素 / 鎖状テルペン / 基質合成 / 反応解析 / 反応機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では（１）解析が進んでいないテルペン合成酵素の機能と構造を明らかにすること、ならびに、（２）基質の再設計から非天然型のテルペンアナログを合成する方法を開拓することを目的とする。具体的には、酵素反応基質を合成し、酵素反応に供する。生成物の構造解析、酵素の構造解析、反応機構の解析を通じて「精密な生合成設計図を描くこと」に貢献するとともに、「天然にはない複雑骨格機能分子の創製」に向けた道筋を開拓する。
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| 研究実績の概要 |
有機合成を基盤として（１）解析が進んでいない天然物生合成合成酵素の機能と構造を明らかにすること、ならびに、（２）基質の再設計から非天然型のテルペンアナログを合成する方法を開拓することを研究目的とした。これにより、新学術領域、生合成リデザインの発展に貢献する。
課題（１）の成果として（あ）～（え）に示す、生合成酵素の機能を調べるための基質合成と酵素の機能解析を行った。得られた成果はそれぞれ論文発表した。（あ）枯草菌由来の新規クラスIB,C35長鎖テルペン合成酵素の機能解析：長鎖テルペンアナログを合成し、酵素・基質結晶構造を作成、その解析に成功した。これより新規クラスIBテルペン合成酵素の反応機構の詳細を明らかにできた。（い）植物由来C25テルペン環化酵素の機能解析：表題の環化酵素の機能解析に資する長鎖テルペンを合成し、その結晶構造解析を元に、環化酵素の機能を明らかにした。（う）アミノキャリアータンパク質が関与する含窒素生合成経路の解明：アミノキャリアータンパク質が関与する含窒素天然物生合成経路の詳細を明らかにするために、鍵中間体の一つであるDADHの初の合成を行った。（え）電子環状反応を促進する新規生合成酵素の機能解析：オルトジアルキル置換ベンゼンを生合成するPKS生合成系の詳細を初めて明らかにした。
課題（２）の成果として、本年度はテルペン合成酵素から誘導される含窒素化合物の構造を決定するための化学合成を行った。生成物の推定構造として、5員環炭素骨格に環状アミドが連結しかつ、3つの不斉炭素中心を有するものを想定した。検討の結果、市販されているテルペンを出発原料として、2つの不斉炭素中心を含む中間体まで合成できた。現在、アミド複素環の構築を進めている。
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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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