祖先型L-アミノ酸酸化酵素を軸とするD-アミノ酸誘導体の大量生産に向けた基盤構築

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05395
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38030:応用生物化学関連
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 中野 祥吾 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (80748541)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 祖先型再構成法 / L-アミノ酸酸化酵素 / X線結晶構造解析 / 光学分割 / 物質生産

研究成果の概要

独自開発した酵素アミノ酸配列分類法と祖先型再構成法を融合した手法を用いて、配列データベースから極めて高い耐熱性と耐久性を有する新規な祖先型L-アミノ酸酸化酵素 (HTAncLAAO2) を設計した。HTAncLAAO2のX線結晶構造解析を行い、その構造を決定するとともに、本酵素の基質侵入経路ならびに基質認識機構を明らかにした。合理的設計によりL-Trpに高い活性を示すHTAncLAAO2(W220A)変異体の取得に成功した。デザインした変異体を用いたD,L-Trp誘導体のD体への化学-酵素的変換に成功し、計3つのTrp誘導体について、高い単離収率かつ光学純度でD体を精製することに成功した。

自由記述の分野

タンパク質工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

データベースに登録されている配列の多くは、その機能が同定されておらず未利用資源として存在している。本研究を通してL-アミノ酸酸化酵素を題材としつつ、未利用資源の中から産業応用のポテンシャルを秘めた新規酵素の探索を可能にする技術開発を実現できた。今後ますます増大するであろう配列データの有効利用を実現可能にするための基盤となる研究成果であり、学術的にも社会的にも意義が高いものであると信じている。