酵素の基質誤認識を利用するバイオ触媒の創成

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21685018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 荘司 長三 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (90379587)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 酵素化学

研究概要

本来対象とする基質に構造がよく似たおとりの分子(デコイ分子)を酸素原子添加酵素のシトクロムP450に取り込ませて基質誤認識を誘導することにより,アミノ酸置換を施すこと無しに,対象基質とは全く構造の異なる基質を酸化することができるバイオ触媒系を開発することに成功した.天然酵素の基質特異性が大幅に変更できるだけでなく,取り込ませるデコイ分子の構造の違いにより酸化反応の酸化活性とエナンチオ選択性が制御可能であることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Chiral-Substrate-Assisted Stereoselective Epoxidation Catalyzed by H_2O_2-Dependent Cytochrome P450_<SPα> (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fujishiro, O. Shoji, N. Kawakami, T. Watanabe, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1002/asia
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Biocatalysts Using the Myoglobin Scaffold for the Synthesis of Indigo from Indole (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Xu, O. Shoji, T. Fujishiro, T. Ohki, T. Ueno, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Catal. Sci. & Tech. 巻: 2 ページ: 739-744
  • DOI: DOI:10.1039/C2CY00427E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of H_2O_2-dependent CytochromeP450SPαwith its Bound Fatty Acid Substrate : Insight into the Regioselective Hydroxylation of Fatty Acids at theαPosition (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujishiro, O. Shoji, S. Nagano, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286 ページ: 29941-29950
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.245225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of Perfluoro Carboxylic Acids Trick Cytochrome P450BM3 into Initiating Hydroxylation of Gaseous Alkanes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, O. Shoji, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 5315-5318
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201007975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of H_2O_2-Dependent Oxidation Catalyzed by Hemoproteins (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Shoji, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Metallomics 巻: 3 ページ: 379-388
  • DOI: DOI:10.1039/c0mt00090f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Design of Heme Proteins for Future Application (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nakajima, O. Shoji, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Catalysis Surveys from Asia 巻: 15 ページ: 134-143
  • DOI: DOI:10.1007/s10563-011-9117-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-covalent Modification of the Active Site of Cytochrome P450 for Inverting the Stereoselectivity of Monooxygenation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fujishiro, O. Shoji, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 巻: 52(3) ページ: 395-397
  • DOI: DOI:10.1016/j.tetlet.2010.11.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding Substrate Misrecognition of Hydrogen Peroxide-Dependent CytochromeP450 from Bacillus Subtilis (2010)
  • 著者名/発表者名: O. Shoji, T. Fujishiro, S. Nagano, S. Tanaka, T. Hirose, Y. Shiro, Y. Watanabe
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem 巻: 15(8) ページ: 1331-1339
  • DOI: DOI:10.1007/s00775-010-0692-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aromatic C-Hbond Hydroxylation by P450 Peroxygenases : A Facile Colorimetric Assay for Monooxygenation Activities of Enzymes Based on the Russig's Blue Formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji, C. Wiese, T. Fujishiro, C. Shirataki, B. Wunsch, Y. Watanabe
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem 巻: 15(7) ページ: 1109-1115
  • DOI: DOI:10.1007/s00775-010-0671-9
  • 査読あり
• [学会発表] 長鎖脂肪酸水酸化酵素の基質誤認識誘導によるガス状アルカンの水酸化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 疑似基質による酸化酵素の誤作動とガス状アルカンの水酸化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三,渡辺芳人
  • 学会等名: 平成23年度 高難度選択酸化反応研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] 水分子の排除をトリガーとするシトクロムP450の水酸化反応と疑似基質による基質多様性付加 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 中性子産業利用促進協議会 生体構造研究会
  • 発表場所: 茨城県那珂郡東海村
  • 年月日: 20111219-20
• [学会発表] Creating Semi-Artificial Enzymes by Tricking the Substrate Recognition of Cytochrome P450BSβ (2009)
  • 著者名/発表者名: O. Shoji
  • 学会等名: 7th joint IRTG Symposium University of Munster and Nagoya University
  • 発表場所: Munster, Germany.(Invited lecture)
  • 年月日: 20090501-02
• [図書] P450による酸素活性化機構と基質の酸素化機構, P450の, P450の分子生物学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 芳人,荘司長三
  • 総ページ数: 60-77
  • 出版者: 講談社サイエンティフィク
• [図書] 「ヘム酵素の創成」酵素工学ニュース (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 芳人,荘司長三
  • 総ページ数: 6-12
  • 出版者: 酵素工学研究会誌
• [備考]
  • URL: http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/
• [産業財産権] ヘム蛋白質のヘム置換法 (2012)
  • 発明者名: 渡辺芳人,荘司長三,川上了史
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許、61/610,112
  • 出願年月日: 2012-03-13
  • 外国
• [産業財産権] 不活性炭化水素の水酸化方法およびダミー分子 (2010)
  • 発明者名: 渡辺芳人,荘司長三,川上了史
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-164828
  • 出願年月日: 2010-07-22