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Creation of novel amino acid metabolizing enzymes by genome information and protein engineering

通过基因组信息和蛋白质工程创建新型氨基酸代谢酶

基本信息

批准号：
20K05816
负责人：
大島敏久
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Osaka Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05816/
关键词：
耐熱性酵素人工酵素アミノ酸脱水素酵素ゲノム情報酸化還元酵素酵素リアクター機能改変アミノ酸代謝 L-アルギニン脱水素酵素 L-アルギニン酵素分析アミノ酸代謝関連酵素構造と機能耐熱性酸化還元酵素アミノ酸脱炭酸酵素タンパク質工学酵素分析新規アミノ酸代謝酵素

项目摘要

令和３年度までにゲノム情報をもとに見出したPseudomonas veronii の新規NADP依存性L-アルギニン脱水素酵素（L-ArgDH）遺伝子の大腸菌での発現と発現産物の安定化に成功し、L-ArgDHとしての酵素化学的特徴の解明とL-Argの酵素分析への応用開発を行った。令和４年度は、それらの成果を研究会で口頭発表するとともに学術誌Proteins Expr. Purif.へ論文として、また日本ビタミン学会和文誌に論文紹介を行った。一方、ゲノム情報から好熱性胞子形成菌Geobacillus kaustphilusに２種類のアラニン脱水素酵素（AlaDH）の遺伝子ホモログ（GK2752とGK3448遺伝子）を見出した。両遺伝子の大腸菌での発現に成功し、両発現産物が強いAlaDH活性を持つことを確認し、それぞれを組換え大腸菌から均一に精製し、酵素化学的特徴の解明、立体構造の解明した。また、両酵素活性の生理的機能を解明するために、栄養（増殖）と胞子（耐久）細胞における酵素の発現様式を解析した。その結果、栄養型細胞から精製したAlaDHはGK3448-AlaDHに、一方胞子から精製したAlaDHはGK2752-AlaDHとそれぞれのN-末酸のアミノ酸配列(数残基）が一致することが明らかになった。この成果は、2つの異なるAlaDHがそれぞれ、異なる細胞増殖ステージで生産されていることを最初に示したもので、AlaDHの生理的機能の解明への今後の展開が期待できる。この成果は学術誌Biochim. Biophys. Acta.に投稿し掲載された。さらに、ゲノム情報に基づいたアミノ酸脱水素酵素の検索を行い、好熱菌のL-トリプトファン脱水素酵素ホモログ遺伝子と超好熱アーキアのロイシン脱水素酵素遺伝子の大腸菌での発現に成功した。両者酵素の精製と特徴の解析と機能改変を現在進めている。

Reiwa 3rd year Pseudomonas veroniiのNADP-dependent L-ArgDH dehydratase (L-ArgDH) is a new product of coliform bacteria. The quantification has been successful, the characteristics of L-ArgDH and enzyme chemistry have been explained, and the enzyme analysis of L-ArgDH has been successfully carried out. Proteins Expr. Purif.へthesisとして、また日本ビタミン Society and Wenzhiにpaper introductionを行った. One side, ゲノムInformationからThermic spore-forming bacterium Geobacillus Kaustphilus に 2 kinds of dehydrase (AlaDH) の伝子ホモログ (GK2752 and GK3448 伝子) を见出した. The successful detection of coliform bacteria and the strong AlaDH activity of the product have been confirmed. , それぞれをえ coliform and から uniform and refined し, the characteristics of enzyme chemistry are explained, and the three-dimensional structure is clarified.また, 両Enzyme activity and physiological function するために, 栄nurturing (proliferation) and spores (durability) cells におけるEnzyme の発成様 Formula をanalytic した. Result of その, trophic cell から purified したAlaDH は GK3448-AlaDH に, square spores から purified したAlaDHはGK2752-AlaDHとそれぞれのN-last acid のアミノacid arrangement (number of residues) is consistent with することが明らかになった.このachievementは、2つのisoなるAlaDHがそれぞれ、isoなるcell proliferationステージでproductionされていることをInitial presentation of したもので, AlaDH's physiological function clarification, future unfolding, and expectation できる.このAchievementsは Academic Journal Biochim. Biophys. Acta.にContributed and published.さらに, ゲノムinformation にbased づいたアミノ acid dehydrase enzyme の検SO を行い, Thermophilic bacteria のL-トリプトファン dehydration Enzyme ホモログ伝子とSuper hot アーキアのロイシンDehydration enzyme 伝子のColliform bacteria での発成に Success した. The purification, special analysis and functional improvement of enzymes are now available.