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2010 年度 実績報告書

微生物および植物のアルドキシムーニトリル経路上の酵素群のキラル合成への利用

研究課題

研究課題/領域番号 20380053
研究機関富山県立大学

研究代表者

浅野 泰久  富山県立大学, 工学部, 教授 (00222589)

研究分担者 米田 英伸  富山県立大学, 工学部, 准教授 (50285160)
冨宿 賢一  富山県立大学, 工学部, 助教 (70392090)
キーワード酵素 / 応用微生物 / 植物 / 遺伝子 / 有機工業化学
研究概要

(1)植物酵素HNLの開発と光学活性シアノヒドリンの合成に関する研究:多種類のHNLのライブラリーを構築する目的で、我々が発見した数種類のHNL遺伝子の異種宿主での発現を検討した。P.mume(梅)については、cDNAクローニング、一次構造の解明およびPichia pastorisにおける活性発現に成功し、論文化した。Baliospermum montanumについてはcDNAクローニングしN末端にHis-Tagの付加、およびC末端の短縮化によって大腸菌で可溶性に発現できた。B.montanum由来HNLの酵素化学的諸性質、各種の芳香族、脂肪族の光学活性シアノヒドリンの不斉合成について明らかにし、論文化した。Manihot esculenta(キャッサバ)、Hevea brasiliensis(ゴム)由来(S)-HNLを、大腸菌、酵母、原生動物Leishmania tarentolae (LEXSYシステム)、無細胞タンパク質合成システム、大腸菌由来in vitroタンパク質合成ピュアシステム等によって発現を検討した。Arabidopsis thaliana由来(R)-HNLは、遺伝子クローニングし、大腸菌で発現し、Henry反応に応用した。論文化した。
(2)可溶性HNLの発現メカニズムの解明:M.esculenta由来HNL遺伝子の大腸菌における種々の発現条件を検討する。His103Leuの一点の変異や、3箇所のLys残基をProに変異させると、封入体の蛋白質がほぼ可溶性になる大量発現の現象を見出しているので、可溶性な活性蛋白質の酵素化学的諸性質と発現メカニズムの解明、可溶性となる変異の一般性についての検討を行い、論文化した。
(3)アミノ酸アミドやアミノニトリルのダイミックな光学分割:アミノ酸アミドラセマーゼの構造解析と進化分子工学名古屋大学工学部の山根隆教授らと共にACLラセマーゼの構造の解明に成功しているので、基質特異性を左右する部位に特化して変異を行い、アミノ酸アミドに対する反応速度が向上した変異型酵素を得た。さらに、変異型酵素の速度論的検討、および野生型では合成できなかったD-フェニルアラニン等の合成に成功した。土壌からのスクリーニングにより新しいアミノ酸アミドラセマーゼを得た。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparative expression of wild-type and highly soluble mutant His103Leu of hydroxynitrile lyase from Manihot esculenta in prokaryotic and eukaryotic expression systems2011

    • 著者名/発表者名
      M.Dadashipour, et al.
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif.

      巻: 77(1) ページ: 92-97

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of a new (R)-hydroxynitrile lyase from Japanese apricot Prunus mume and cDNA cloning and secretory expression of one of the isozymes in Pichia pastoris2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Fukuta, et al.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem.

      巻: 75(2) ページ: 214-220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameters influencing on enantioselective transcyanation of (R)-mandelonitrile synthesis by a novel (E)-hydroxynitrile lyase from Eriobotrya japonica2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ueatrongchit, et al.
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: 46(6) ページ: 456-465

    • 査読あり
  • [学会発表] Functional expression of a plant enzyme S-hydroxynitrile lyase from Manihot esculenta in Escherichia coli2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Asano, et al.
    • 学会等名
      The 12^<th> Japanese-Swiss Meeting on Biotechnology and Bioprocess Development
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2010-10-11
  • [図書] "Tools for Enzyme Discovery" In "Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology" (3rd Edition)2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Asano(分担執筆)
    • 総ページ数
      766
    • 出版者
      American Society for Microbiology
  • [備考]

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/asano/homepage.html

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公開日: 2012-07-19  

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