III型ポリケタイド合成酵素のX線結晶構造解析を基盤とする触媒機能の制御

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21710235
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 森田 洋行 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20416663)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 生合成 / ポリケタイド合成酵素 / タンパク工学 / ポリフェノール / アルカロイド / クルクミン / テトラミン酸

研究概要

ダイオウ由来ベンザルアセトン合成酵素(BAS)とイネ由来クルクミノイド合成酵素(CUS)及びトウゲシバ由来ポリケタイド合成酵素(HsPKS)のX線結晶構造解析に成功した。さらにCUSとHsPKSについては、結晶構造解析に基づき、部位特異的変異を導入することにより、あらたな機能を付加させることに成功した。また、BASがアミノ酸から調製した人工基質にマロニルCoA を縮合してテトラミン酸誘導体を生産することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Cloning, Modeling and Site-directed Mutagenesis of Type III Polyketide Synthase from Sargassum binderi (Phaeophyta) (2011)
  • 著者名/発表者名: Hariyanti Baharum, Hiroyuki Morita, Akifumi. Tomitsuka, Fong-Chin Lee, Kim-Yong Ng, Raha Abdul Rahim, Ikuro Abe, Chai-Ling Ho
  • 雑誌名: Marine Biotechnology. In press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytotoxic Tetramic Acid Derivative Produced by A Plant Type-III Polyketide Synthase (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Wakimoto, Takahiro Mori, Hiroyuki Morita, Ikuro Abe
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 67 ページ: 409-411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic Formation of An Aromatic Dodecaketide by Engineered Plant Polyketide Synthase (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyofumi Wanibuchi, Hiroyuki Morita, Hiroshi Noguchi, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem.Lett. 21 ページ: 2083-2086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and Preliminary X-ray Analysis of 4-Coumarate : CoA Ligase from Arabidosis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Morita, Takahiro Mori, Kiyofumi Wanibuchi, Ryohei Kato, Shigetoshi Sugio, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Acta Cryst. F67 ページ: 409-411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the one-pot formation of the diarylheptanoid scaffold by curcuminoid synthase from Oryza sativa (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Morita, Kiyofumi Wanibuchi, Hirohiko Nii, Ryohei Kato, Shigetoshi Sugio, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107 ページ: 19778-19783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-based Engineering of Benzalacetone Synthase (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Shimokawa, Hiroyuki Morita, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem.Lett. 20 ページ: 5099-5103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, Purification and Crystallization of A Plant Type III Polyketide Synthase that Produces Curcuminoid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Morita, Kiyofumi Wanibuchi, Ryohei Kato, Shigetoshi Sugio, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Acta Cryst. F66 ページ: 948-950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Function of The Chalcone Synthase Superfamily of Plant TypeIII Polyketide Synthases (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikuro Abe, Hiroyuki Morita
  • 雑誌名: Nat.Prod.Rep. 27 ページ: 809-838
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Structure-based Mechanism for Benzalacetone Synthase from Rheum palmatum (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Morita, Yoshihiko Shimokawa, Michikazu Tanio, Ryohei Kato, Hiroshi Noguchi, Shigetoshi Sugio, Toshiyuki Kohno, Ikuro Abe
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 107 ページ: 669-673
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物ポリケタイド合成酵素研究の最前線 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行、阿部郁朗
  • 雑誌名: 化学と生物 47 ページ: 772-780
  • 査読あり
• [学会発表] A Structure-based Mechanisms for Plant Polyketide Biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: JSPS-DGHE JOINT RESERCH PORJECT
  • 発表場所: Bandung (Indonesia)
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] Structure-based mechanism for benzalacetone synthase from Rheum palmatum (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行、下川良彦、阿部郁朗
  • 学会等名: PACIFICHEM2010
  • 発表場所: Hawaii (USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素の構造と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 第47回植物化学シンポジウム
  • 発表場所: 静岡県立大学(静岡県)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Crystal Structure Analysis of The Type III Polyketide Synthase That Produces Curcuminoid (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行、阿部郁朗
  • 学会等名: 25^<th> Symposium on Natural Products
  • 発表場所: Tainan (Taiwan)
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素の触媒機能の拡張と非天然型化合物の創出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 第3回日本薬学会関東支部若手シンポジウム
  • 発表場所: 東京薬科大学(東京都)
  • 年月日: 2010-10-02
• [学会発表] クマロイルCoA合成酵素の新規触媒機能と構造解析:チオエステルからアミドリガーゼ、ペプチド合成酵素への機能拡張 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鰐渕清史、森貴裕、庭野智子、張剛、脇本敏幸、森田洋行、阿部郁朗
  • 学会等名: 第52回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: グランシップ静岡(静岡県)
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] 植物ポリフェノールの生合成に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 第57回日本生薬学会年会
  • 発表場所: 徳島文理大学(徳島県)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素の機能制御と超天然型新規生体触媒の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 第11回酵素応用シンポジウム
  • 発表場所: メルパルクNAGOYA(愛知県)
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素の潜在的触媒能力を活用した非天然型新規アルカロイド骨格の創出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下誠、鰐渕清史、史社坡、森田洋行、野口博司、阿部郁朗
  • 学会等名: 第51回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 名古屋市公会堂(愛知県)
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] 植物ポリケタイド合成酵素のX線結晶構造解析と新たな酵素触媒機能の開拓 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田洋行
  • 学会等名: 第44回天然物化学談話会
  • 発表場所: つくばグランドホテル(茨城県)
  • 年月日: 2009-07-09
• [産業財産権] 植物ポリケタイド合成酵素を用いた3環性非天然型アルカロイドの生産 (2010)
  • 発明者名: 阿部郁朗、脇本敏幸、森田洋行、山下誠
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権番号: 特願,2010-212208
  • 出願年月日: 2010-09-22