| 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 |
23H04560
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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 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
品田 哲郎 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30271513)
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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 | テルペン合成酵素 / 非天然型基質 / ハイブリッド合成 / テルペノイド / 生合成 / テルペン環化酵素 / ドッキング計算 / 酵素 / 人工基質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ジテルペン合成酵素を用いた人工テルペン類の創製の可能性を探る。ドッキングシミュレーション（予測）・酵素反応（実証）・生成物解析（検証）・集積と改善の循環に加え、A01, A02班との連携を果たすことにより、人工テルペン類を予知生合成するための基盤を構築する。
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| 研究実績の概要 |
放線菌の一種から見出されたジテルペン合成酵素、CotB2を用い、アミドやケトンを有する非天然型基質との反応から、新規人工テルペン類を創出するハイブリッド複雑分子合成に取り組んだ。思考実験によりデザインした非天然型基質について、ドッキング計算を行い、環化が進行しうるかどうかを予測した。その結果、ケトンやアミドを含む基質が環化する可能性が示された。予測をもとに、ゲラニオールから設計基質を合成した。それらを酵素とCotB2と反応させたところ、新規二環性の環状ラクタムおよび炭素環化合物が得られることを見出した。本結果は、ジテルペン合成酵素を用いて、アミドやケトンなどのカルボニル基を有する化合物を合成した初の例である。また、酵素反応生成物を化学修飾することによって、計13種類の複雑分子を創出することに成功した。酵素反応生成物の立体化学は天然物への誘導、及び、3環性化合物への化学変換とＸ－線結晶構造解析により明らかにした。新規化合物の一部について抗ガン活性試験を行い、中程度の活性を示す化合物を見出すことにも成功した。
領域内外の生合成化学研究者と活発な共同研究をした。具体的には、還元型プレニル側鎖を有するテルペン類の構造決定、アンブレイン誘導体の創製とそのビタミンＤ様活性、シラチオマイシンを構成する非天然型アミノ酸の生合成経路の解明、変形メンバロン酸経路の生合成機構の解析などの共同研究の成果を論文にまとめ報告した。多くの共同研究を展開したことで、領域の活性化に貢献できた。
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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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