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2021 年度 実績報告書

計算-実験統合型アプローチによる含窒素ヘテロ環式化合物の酵素的合成法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19J23697
研究機関静岡県立大学

研究代表者

本山 智晴  静岡県立大学, 薬食生命科学総合学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワードTDH / KBL / Cupriavidus necator / EDMP / Pyrazine synthesis / L-threonine
研究実績の概要

Cupriavidus necator由来L-threonine 3-dehydrogenase (CnTDH) および2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase (CnKBL) が関与する、L-Thrを起点とした3-ethyl-2,5-dimethylpyrazine (EDMP) 合成機構の解明およびその知見をもとにしたピラジンの化学酵素的合成を目指した研究を行った。2021年度は、1. 二機能性を有するCnKBLの反応速度論解析、2. CnKBLのX線結晶構造解析による二機能性の起源の解明、3. TDHとKBLが関与するL-Thrを起点としたEDMP合成機構の推定、4. 化学酵素的に合成されるEDMPの収率の決定、5. 一連の研究から得られた知見をもとにした多様なピラジンの化学酵素的合成を行った。
今年度の研究およびこれまでの研究成果を総合することで、L-Thrを起点とするEDMP合成機構の解明および多様なピラジンの化学酵素的合成に成功した。さらに、他の生物種由来のKBLもCnKBLと同様にKBL活性とTA活性の二機能性を有していることを確認しているため、TDHとKBLが関与するEDMP合成機構は、tdhおよびkbl遺伝子が保存されている生物種において共通する機構であると考えられる。以上の研究成果は、申請者が筆頭著者としてCommunications Chemistry誌に発表済みである。

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

    (3件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chemoenzymatic synthesis of 3-ethyl-2,5-dimethylpyrazine by L-threonine 3-dehydrogenase and 2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase/L-threonine aldolase2021

    • 著者名/発表者名
      3)Motoyama T., Nakano, S., Hasebe F., Miyata, R., Kumazawa, S., Miyoshi, N., and Ito, S.
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 4 ページ: 108

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] L-スレオニンを起点とするピラジン生合成機構の解明とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      本山智晴、中野祥吾、長谷部文人、宮田椋、熊澤茂則、三好規之、伊藤創平
    • 学会等名
      日本生物工学会
  • [学会発表] Chemoenzymatic reaction to synthesize alkylpyrazines from metabolites of L-threonine2021

    • 著者名/発表者名
      Motoyama Tomoharu, Nakano Shogo, Hasebe Fumihito, Miyoshi Noriyuki, Ito Sohei
    • 学会等名
      Pacifichem
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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