人工アミノ酸代謝関連酵素の全配列設計を目指した新規配列データマイニング法の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14391
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分38030:応用生物化学関連
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 中野 祥吾 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (80748541)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: L-アミノ酸酸化酵素 / 祖先型設計 / D-アミノ酸 / 光学分割 / 基質特異性

研究成果の概要

本研究では高機能な人工酵素配列設計の成功確率を上げる、新規アミノ酸配列選抜手法の開発と応用を目指した研究を実施した。本手法をL-アミノ酸酸化酵素ファミリーに属する2つの酵素 (L-アルギニン酸化酵素 [AROD] とL-アミノ酸酸化酵素 [LAAO]) に適用し、祖先型設計法を用いて人工酵素配列を設計することで、各種酵素機能 (耐熱性、可溶性及び反応性) の向上が達成できることを見出した。

自由記述の分野

タンパク質工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

データベースに登録されるアミノ酸配列データは今後も際限なく拡大していくと予測されている。本手法は拡大を続ける配列データベースから必要な情報を選抜し、高機能化した人工酵素配列の設計を可能にするなど、配列データベースの持つ潜在能力を引き出すことができる。また本研究で得られた人工酵素群の機能は、自然界のものより優れており、産業応用への展開が期待できるものも多かった。本成果は人工酵素は自然界由来の酵素より機能が劣るという、一般論を覆すものであると考えている。