The Development of Novel Protein Intracellular Affinity Pairs for Fabrication of Designer Metabolons.

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H06859
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 森 裕太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (50758539)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2017-03-31
• Keywords: Protein Design

Outline of Annual Research Achievements

植物の光合成を通した二酸化炭素の固定化により生産されるバイオマスを再生可能資源として、バイオ燃料やバイオベース製品を生み出すバイオリファイナリーは、資源・エネルギー枯渇問題と地球温暖化等の環境問題の双方を克服しうることから、近年精力的に研究開発と工業化が進められている技術分野である。バイオリファイナリーにおいて微生物を生体プラントとして用いて，基幹原料となるC5糖・C6糖から有用物質を生産する試みは非常に重要な分野の１つとされている。ここで，微生物を用いた有用物質生産の研究において重要な要素の1つとなるのが、植物細胞のCalvin-Benson回路・フラボノイド生合成代謝経路などの一部で形成される代謝酵素集合体：メタボロンである。
メタボロンとは、細胞内において代謝経路に関わる酵素群が，非共有結合的なタンパク質―タンパク質間相互作用によって集積化した代謝酵素集合体である。このメタボロンを形成することで、代謝中間体をある酵素から次の酵素へ迅速に受け渡す連続した反応（カスケード反応）が可能となる。そこで本申請では、生体内で使用可能な新規の相互作用ペアを合理的に探索・設計し、これを用いることで、鍵となる反応に関わる代謝酵素を「最適な数だけ最適な構造で」集積化した’デザイナーメタボロン’を用いた高効率な有用物質の生産技術を提案する。
具体的には、天然に存在するタンパク質ータンパク質間相互作用ペアであるコヘシンとドックリンを鋳型としてアミノ酸変異導入を行うことにより、生体内で相互作用可能を示す新規タンパク質相互作用ペアを作成し、これを用いたデザイナーメタボ論の形成を試みる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。