2008 Fiscal Year Annual Research Report
脂溶性基質の高効率変換を可能にする新規バイオ酸化反応プロセスの構築
Project/Area Number |
07J09466
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
毛利 剛 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 特別研究員(DC1)
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Keywords | Cytchrome P450 / 補酵素再生 / 複合酵素 / 融合タンパク質 / バイオプロダクション |
Research Abstract |
Cytochrome P450 (P450)は、常温・常圧下で空気中の酸素を利用して多様な酸化反応を効率良く触媒するため、省エネルギー型の物質生産・変換プロセスを実現するバイオ酸化反応プロセスの構築において、様々な分野での利用が期待されている。しかしながら、P450が触媒する酸化反応は、非常に高価な補酵素NAD(P)Hを反応の化学量論必要とし、反応を継続的に行うためには、連続的に補酵素を供給する酸化反応と連動した補酵素再生系の導入が必要である。これまでの検討により、CYP101(P450cam)の触媒する酸化反応に、安価な犠牲試薬(グリセロール)を利用して補酵素再生を行うグリセロールデヒドロゲナーゼ(GLD)を大腸菌内でP450cam酵素群と共存させることにより、継続的かつ効率的な基質の酸化反応系を達成した組換え大腸菌の構築に成功している。これまでの結果を踏まえ、異なるP450との補酵素再生系の構築を行った。具体的には、電子伝達ドメインを分子内に配置することで触媒活性を示すことから、単離酵素としての利用が期待されているP450の一種であるP450BM3を用いた。 今回、NAD(P)+とNAD(P)Hの間の水素転移反応を触媒する水素転移酵素(STH)を導入し、GLDによるNADHの再生とSTHによるNADPHの再生を共役させたGLD/STH連動型補酵素再生系の構築を行った。その結果、STH、GLD、グリセロールを共存させた反応系では、NADPHの再生が行われることを確認した。また、STH/GLD二段階酵素系と組み合わせたP450BM3の酸化反応では、酸化型のNAD(P)+を加えたにもかかわらず、反応は継続的に進行した。本検討によって、STH/GLD連動型補酵素再生系とP450BM3による酸化反応の効率的な連動、および還元型の補酵素よりも安価な酸化型の補酵素をより少ない量用いた経済的な酸化反応を達成した。これらの検討は、今後様々な有用物質生産に対する応用が可能であり、また多機能な融合酵素と組み合わせることで新たなバイオプロセスの構築とその応用という観点から非常に興味深い。
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Research Products
(6 results)