膜タンパク質の安定発現のためのコレステロール類似脂質の大腸菌生産

大肠杆菌产生类胆固醇脂质以稳定表达膜蛋白

• 批准号: 20J11505
• 负责人: 大谷 悠介
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11505/
• 关键词: トリテルペン; カロテノイド; 膜タンパク質; 生合成工学; 酵素工学; トリテルペノイド; 進化工学; 環化酵素; ステロール; ホパノイド

トリテルペノイドには，真核生物が作るステロール，原核生物が作るホパノイドなど，20,000を超える化合物が知られている。その中でも膜成分の一つであるコレステロールは，シグナル伝達に関わるG-Protein Coupled Receptor（gPCR）の機能発現・安定化に関与している。コレステロール生合成経路を大腸菌で再構築することは困難であるため，代替となる化合物を用いて膜タンパク質を安定化させることが本研究の目的である。トリテルペノイドの複雑かつ多様な骨格構造は，スクアレンまたはオキシドスクアレン環化酵素によって作り出されている。これまでに申請者はこれら環化酵素の活性を新たに開発した活性スクリーニング系を用いて改良することに成功してきた。これにより，細菌/真核生物が生合成するトリテルペノイドの大腸菌内生合成が可能となった。本年度ではさらに，非天然型のオキシドスクアレン環化物の効率的な生合成経路の確立にも成功した。これらのトリテルペノイド脂質によるGPCRの安定化を測るための系として，複数のGPCRに対してGFP，GFPの一部分のみ，転写制御因子を融合しGPCRの安定性評価系を構築した。この評価系により，用いたGPCR自身の安定性の違いやリガンド添加による安定化を確認できたが，トリテルペノイド脂質による安定化はみられなかった。申請者は以上の成果を国際学会（1st Virtual International Conference on Carotenoids）で発表したほか，査読のある学術誌に原著論文として2報投稿し受理された。

Eukaryote is the most common species of bacteria. Prokaryote is the most common species of bacteria. 20,000 species of bacteria are the most common species of bacteria. G-Protein Coupled Receptor (gPCR) Function Development, Stabilization and Development The aim of this study is to reconstitute the biosynthetic pathway of E. coli and to stabilize the membrane quality of the substituted compounds. A variety of cellular structures are available for the production of cyclase. This application was successful in the development of cyclase activity. This is a bacterial/eukaryotic biosynthetic approach. It is possible for E. coli to biosynthesize. During the year, the production of synthetic routes for non-natural compounds was successfully established. The stability evaluation system of GPCR was constructed by fusing multiple GPCRs with GFP, a part of GFP, and control factors. Based on this evaluation, the stabilization of the stability of the GPCR itself by the addition of two independent factors has been confirmed, and the stabilization of the Trittel Pendular lipid has become more and more important. The applicant shall submit the above achievements to the 1st Virtual International Conference on Carotenoids, and submit the original papers to the academic journals.

项目成果

カロテノイド化合物、該化合物の製造方法、並びに、酸化スクアレン環化酵素変異体のスクリーニング方法

类胡萝卜素化合物、该化合物的生产方法以及筛选氧化角鲨烯环化酶变体的方法

• 发表时间: 2021

A novel carotenoid biosynthetic route via oxidosqualene

一种新的氧化角鲨烯类胡萝卜素生物合成途径

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.105
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications
• 影响因子: 3.1
• 作者: Yusuke Otani;Takashi Maoka;Shigeko Kawai-Noma;Kyoichi Saito;Daisuke Umeno
• 通讯作者: Daisuke Umeno

Oxidosqualene-based carotenoid pathway for the detection of triterpene cyclase activities

基于氧化角鲨烯的类胡萝卜素途径检测三萜环化酶活性

• 发表时间: 2022
• 期刊: Carotenoid Science
• 作者: Yusuke Otani;Takumi Ojima;Miho Takemura;Norihiko Misawa;Shigeko Kawai-Noma;Kyoichi Saito;Daisuke Umeno
• 通讯作者: Daisuke Umeno