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2021 年度 実績報告書

II型ポリケタイド合成酵素のもつ生合成マシナリーの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02144
研究機関東京大学

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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードポリケタイド / 生合成 / 酵素 / 放線菌 / 二次代謝
研究実績の概要

脂肪酸生合成由来のケト合成酵素であるFabFがアシルキャリアタンパク質 (ACP) であるAcpPとishigamide生合成経路由来のACP, Iga10どのように区別しているか知見を得るために、計算科学を用いて解析を行なった。複合体モデリング、分子動力学計算、量子化学計算を組み合わせて解析を行うことでこれらタンパク質間の相互作用メカニズムに関する新たな知見が得られた。
Yoropyrazoneの生合成研究においてはその生合成中間体の一つであるgriseusin誘導体の生合成機構を明らかにすべく、研究に取り組んだ。Yoropyrazone生合成遺伝子クラスターからgriseusin誘導体の生合成を担うと考えられる酵素の組換えタンパク質10種程度の調製に成功した。この生合成において特に重要な酵素、ケト合成酵素と鎖長決定因子、ACPを用いて初発反応の再構成に成功した。さらに3つの酵素を加えることでgriseusinの生合成の途中まで試験管内で再構成することに成功した。この時点で、griseusinの生合成に必要な酵素の約半分が明らかになったと考えられる。さらにいくつかの酵素がこの先の反応を触媒することが示唆されている。これらの研究を継続することで、griseusinのシピロ環の生合成機構が明らかになると期待される。
また、fogacinの生合成の初期の反応を担う酵素、特にポリケタイド鎖のbetaアルキル化に関わる酵素のX線結晶構造解析とACPとの複合体構造の解析を試みた。この段階の酵素2つに着目し、タンパク質を大量に獲得し、結晶の取得を試みた。このうち一つの酵素からタンパク質の結晶が得られ、低分解能ではあるが、結晶の回折像が得られた。今後さらなる検討を重ねることで、これらの酵素の構造解析が可能になると期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 芳香族ポリケタイドyoropyrazone のスピロ環形成機構のin vitro 解析2022

    • 著者名/発表者名
      清藤 鈴奈、勝山 陽平、大西 康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 京都大会
  • [学会発表] 放線菌の持つ窒素酸化物を利用した二次代謝の多様性2022

    • 著者名/発表者名
      勝山 陽平
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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