2020 Fiscal Year Annual Research Report
Synthetic biology of pseudo-natural products by artificial in vitro biosynthesis
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
16H06444
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菅 裕明 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00361668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 佑樹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70570604)
尾仲 宏康 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (80315829)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 試験管内リデザイン整合性系 / 主鎖修飾型ペプチド / 人工生合成系 / 擬天然物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、生体内には存在し得ない人工生合成系を試験管内で構築すること、さらにこれらを用いて任意の生物活性をもつ天然物様化合物を創製すること により、新機軸の生物活性分子開発に資する『擬天然物合成生物学』の基盤を確立する。具体的には、改変翻訳系と異種由来のペプチド修飾酵素を複数組み合わ せることで、各種主鎖修飾骨格を有する擬天然物ペプチドの試験管内リデザイン生合成系の創製を行う。さらに、この系を用いて、大規模な多様性(一兆種類以 上)をもつ擬天然物のランダム配列ライブラリーを構築し、当該ライブラリーから新規生物活性擬天然物の探索系を構築することで医療に資する化合物の発見も視 野に入れた研究を進める。昨年度までの研究において、人工チオペプチド及びプレニル化トリプトファン含有人工ペプチドの試験管内リデザイン生合成系の構築と高度化に成功してきた。 今年度の研究（4月～7月のみ）では、機械学習を駆使した人工チオペプチドライブラリー基質の設計と構築を達成した。さらに、これまでに開発を進めてきたプレニル化トリプ トファンを含有する人工ペプチドの生物活性評価を推進した。また、これまでに報告されていない新規酵素を含め、3種類のペプチドプレニル化酵素の結晶構造の解明にも成功した。
研究期間を通じた研究の成果として、複数の試験管内リデザイン生合成系の確立および擬天然物ペプチドライブラリーの構築を達成し、擬天然物ペプチドの試験管内生産戦略の有用性を実証した。さらに、いくつかの生物活性擬天然物ペプチドの開発にも成功しており、擬天然物ペプチド創薬戦略の先鞭をつけた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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