| 研究領域 | 生体反応の集積・予知・創出を基盤としたシステム生物合成科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
23H04550
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
佐藤 努 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80334655)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | テルペン / テルペノイド / イソプレノイド / 生合成 / テルペン環化酵素 / テルペン合成酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではテルペンの環状骨格多様性創出を担う環化酵素について、新規性の高い情報を数多く集積する。代表者は以前から、既知酵素との配列類似性がない「新型」テルペン環化酵素を探索しており、本研究においても同定できる段階にある。また、ゲノムに存在する多数の機能未知遺伝子や配列類似性が極めて低い環化酵素ホモログの解析も進めており、それらの機能を同定する。最終的に見出した酵素ファミリーのホモログについてゲノムマイニングを行い、新規性の高いテルペンを生合成する酵素を数多く見出す。これにより、今まで完全に未知な未踏の生合成情報を集積し、本領域の研究者と共同研究・情報交換することで本学術領域の推進に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
AIによる予知を活用して天然物を創り出す学術領域を推進するためには、「予知」や「創出」の基盤となる生合成酵素遺伝子情報の質と量を確保することが重要である。本研究ではテルペンの環状骨格多様性創出を担う環化酵素について、新規性の高い情報を数多く集積することを目的とした。
具体的には、配列相同性を持たない新型テルペン環化酵素を発見し、そのホモログをゲノムマイニングすることで未踏の生合成情報を集積する。代表者は以前、配列相同性がない新型テルペン環化酵素（クラスIB）が既知のテルペン環化酵素（クラスⅠ）の立体構造と類似していることを見いだしていた。今回その点に着目し、アルファフォールド２の立体構造モデルの構造類似性を基にゲノムに存在する機能未知タンパク質（hypothetical protein）の中から新型テルペン環化酵素を発見する方法を確立した。268種類の放線菌ゲノムから３種類の新しい新型テルペン環化酵素ファミリーを発見できた。細菌だけでなく真菌、植物、原生生物を含む多くの生物種にそれらのホモログが存在しており、すでに解析した一部のホモログから新規骨格や新規テルペンの同定に成功した。
今後、ゲノムの種類を拡大するなど探索範囲を拡大すれば、さらに多くの新型テルペン環化酵素の発見が可能であると考えられる。以上のように新型テルペン環化酵素ファミリーに関する未踏の生合成情報を集積することに大きく貢献した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和6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6年度が最終年度であるため、記入しない。
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