コナダニ類の脂質代謝に関わる酸化的な炭素鎖短縮反応の分子基盤

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05468
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38040:生物有機化学関連
• 研究機関: 京都先端科学大学
• 研究代表者: 清水 伸泰 京都先端科学大学, バイオ環境学部, 教授 (30434658)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: コナダニ / 脂質代謝 / 炭化水素 / ギ酸エステル / Baeyer-Villiger酸化 / 生合成

研究成果の概要

コナダニの脂肪酸由来代謝物の生合成に深く関与する新規なBaeyer-Villiger 酸化酵素（BVMO）の同定を目的とし、粗酵素の遠心分離、塩析、各種クロマトグラフィーによる精製を進めた。それに並行して本酵素の同定を目指したトランスクリプトーム解析により生合成遺伝子群の絞り込みを行った。コナダニのトランスクリプトーム塩基配列について、既知のBVMOと配列類似性を示すタンパク質を検索したところ、6種のタンパク質が特有のBVMOモチーフ配列と2カ所のRossmanモチーフ配列をもつことが明らかとなった。候補遺伝子の酵素機能を調べるため、コナダニからmRNAを抽出し、候補遺伝子をクローニングした。

自由記述の分野

化学生態学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで微生物を中心に発見されたBVMOが触媒する反応形式は、環状ケトンをラクトンに、あるいは芳香族ケトンをエステルに変換するものが大半である。それに比べコナダニ由来の酸化酵素は、アルデヒドを基質として直接、1炭素短縮したアルコールあるいはギ酸エステルへ変換可能な新規な反応を触媒する。BVMOはケトンのラセミ体からエナンチオ選択的酸化により、光学活性ラクトンあるいはエステルを供給できる点において、特に天然物や医薬品の有機合成分野で有用な生体触媒になりうる。酵素遺伝子および生成機構の全容が解明できれば緩和に減炭反応を成し遂げる新たな生体触媒の開発が期待できる。