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プロリンを含むペプチドは、優れた生理活性が見出されているものがあるにもかかわらず、酵素触媒による産生法が確立されていない。標準アミノ酸のなかで唯一イミノ基をもつ特徴的構造が、従来の酵素的ペプチド合成法の適用を困難なものにしていた。本研究では新規なプロリルアミノペプチダーゼを放線菌より取得し、さらに酵素工学的手法によりペプチド合成活性を高めた改変型プロリルアミノペチダーゼの作成に成功した。本手法では、大腸菌を発現宿主としたものであり、大量・かつ簡便に酵素を得ることが出来た。さらに、本酵素は中等度高熱性放線菌由来であるため、温度安定性に優れており、産業的応用が期待されるものであった。また、得られた酵素を用い、特にプロリン含有ジペプチドに焦点を絞り、それらの簡易生産法の確立ならびに、触媒メカニズムの解明を図った。プロリン含有ペプチドの合成に関しては、野生型では、合成基質を高濃度に要求する条件において、いくつかのペプチドの合成が確認されたが、改変型を用いた場合、野生型に比べ、基質濃度を10倍以上希釈した条件においても、様々なプロリン含有ペプチドの合成を触媒することが確認された。さらに、プロリンのカルボニル末端に要求される基質の親和性と脂溶性との関連を見出し、ヒドロキシプロリンが基質として例外であることを見出した。この結果から、ヒドロキシプロリン分子に特徴的に存在する水酸基と、プロリルアミノペプチダーゼの触媒中心との間に、合成機構を解明する、なんらかの構造的特徴があると考え、現在研究を進めている。
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