研究課題
我々はこれまで、放線菌の非リボソーム型環状ペプチドsurugamide類の生合成における新しいタイプのペプチド環化酵素SurEを見出してきた。一般的な非リボソーム生合成経路の環化酵素は数MDaにおよぶ巨大合成酵素のC末端に融合して存在するのに対し、SurEは50 kDa程度での独立型の酵素である。SurEは一般的なNRPS環化酵素と相同性を示さない一方、ペニシリン結合タンパク質(PBP)に相同性を示すことから、我々はこれを新規ペプチド環化酵素ファミリー「PBP-type TE」として位置づけてきた。データベース検索の結果、様々な基質選択性を有するPBP-Type TEの一群が放線菌ゲノム中に見出された。そこで本研究では、これによって生合成される多様な天然環状ペプチドを同定し、各環化酵素の基質選択性の詳細な解析を行うことで、放線菌に広く分布したPBP-type TEファミリーの多様性の全容解明を目指した。本研究で得られる成果は、汎用性の高いペプチド環化触媒のライブラリー化、さらには基質選択性を拡張する触媒エンジニアリングへと展開することが期待される。また本研究では、PBP-type TEを利用したNRPSエンジニアリング手法の検討も行う。今年度は、データベースからPBP-type TEを網羅的に探索し、そのアミノ酸配列多様性を明らかにした。PBP-type TEは基質の両末端の残基に対して選択性を示すが、見出されたホモログ酵素群を相同性によって分類すると、末端残基に対する選択性ごとにグループ化されることが判明した。SurEとは異なるグループに属するホモログ酵素について、基質結合ポケットの形状を比較したところ、基質C末端の認識に関わると考えられる部位を見出した。実際、この部分に変異を導入することで、SurEの末端残基選択性を改変することに成功した。
すべて 2022 2021 その他
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)
Journal of the American Chemical Society
巻: 143 ページ: 10083～10087
10.1021/jacs.1c05732
RSC Chemical Biology
巻: 2 ページ: 1600～1607
10.1039/D1CB00163A
ファインケミカル
巻: 4月号 ページ: 19～24
https://www.hokudai.ac.jp/news/2021/07/post-876.html
