計算-実験統合型アプローチによる含窒素ヘテロ環式化合物の酵素的合成法の確立

计算-实验一体化方法建立含氮杂环化合物的酶促合成方法

基本信息

  • 批准号:
    19J23697
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-25 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cupriavidus necator由来L-threonine 3-dehydrogenase (CnTDH) および2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase (CnKBL) が関与する、L-Thrを起点とした3-ethyl-2,5-dimethylpyrazine (EDMP) 合成機構の解明およびその知見をもとにしたピラジンの化学酵素的合成を目指した研究を行った。2021年度は、1. 二機能性を有するCnKBLの反応速度論解析、2. CnKBLのX線結晶構造解析による二機能性の起源の解明、3. TDHとKBLが関与するL-Thrを起点としたEDMP合成機構の推定、4. 化学酵素的に合成されるEDMPの収率の決定、5. 一連の研究から得られた知見をもとにした多様なピラジンの化学酵素的合成を行った。今年度の研究およびこれまでの研究成果を総合することで、L-Thrを起点とするEDMP合成機構の解明および多様なピラジンの化学酵素的合成に成功した。さらに、他の生物種由来のKBLもCnKBLと同様にKBL活性とTA活性の二機能性を有していることを確認しているため、TDHとKBLが関与するEDMP合成機構は、tdhおよびkbl遺伝子が保存されている生物種において共通する機構であると考えられる。以上の研究成果は、申請者が筆頭著者としてCommunications Chemistry誌に発表済みである。
Cupriavidus necator is derived from L-threonine 3-dehydrogenase (CnTDH) and 2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase (CnKBL). L-Thr is the starting point for understanding the mechanism of 3-ethyl-2,5-dimethylpyridine (EDMP) synthesis. In 2021, 1. II. Functional analysis of CnKBL's inverse velocity theory, 2. X-ray crystallographic analysis of CnKBL; 2. explanation of functional origin; 3. TDH and KBL are related to each other. L-Thr is the starting point for the estimation of EDMP synthesis mechanism. 4. Determination of yield of EDMP in the synthesis of chemical enzymes, 5. A series of studies have been carried out on the synthesis of chemical enzymes. This year's research results have been successfully integrated into the understanding of EDMP synthesis mechanisms and the synthesis of multiple enzymes. In addition, the two functional properties of KBL, CnKBL and KBL of other biological species are confirmed. The relationship between TDH and KBL is related to the synthesis mechanism of EDMP. The above research results are submitted by the applicant and the author.

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chemoenzymatic reaction to synthesize alkylpyrazines from metabolites of L-threonine
L-苏氨酸代谢物化学酶法合成烷基吡嗪
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Motoyama Tomoharu;Nakano Shogo;Hasebe Fumihito;Miyoshi Noriyuki;Ito Sohei
  • 通讯作者:
    Ito Sohei
Chemoenzymatic synthesis of 3-ethyl-2,5-dimethylpyrazine by L-threonine 3-dehydrogenase and 2-amino-3-ketobutyrate CoA ligase/L-threonine aldolase.
  • DOI:
    10.1038/s42004-021-00545-8
  • 发表时间:
    2021-07-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Motoyama, Tomoharu;Nakano, Shogo;Hasebe, Fumihito;Miyata, Ryo;Kumazawa, Shigenori;Miyoshi, Noriyuki;Ito, Sohei
  • 通讯作者:
    Ito, Sohei
Protein Sequence Selection Method That Enables Full Consensus Design of Artificial L-Threonine 3-Dehydrogenases with Unique Enzymatic Properties
  • DOI:
    10.1021/acs.biochem.0c00570
  • 发表时间:
    2020-10-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Motoyama, Tomoharu;Hiramatsu, Nozomi;Ito, Sohei
  • 通讯作者:
    Ito, Sohei
L-スレオニンを起点とするピラジン生合成機構の解明とその応用
L-苏氨酸起始吡嗪生物合成机制的阐明及其应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本山智晴;中野祥吾;長谷部文人;宮田椋;熊澤茂則;三好規之;伊藤創平
  • 通讯作者:
    伊藤創平
L-アミノ酸を起点とするピラジン合成酵素群の発見とその解析
一组源自L-氨基酸的吡嗪合酶的发现和分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本山智晴;中野祥吾;山本雄大;常盤広明;浅野泰久;伊藤創平
  • 通讯作者:
    伊藤創平
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本山 智晴其他文献

Wet-Dry融合による新たな蛋白質工学的手法の開発 ~INTMSAlignの開発と応用~
通过干湿融合开发新的蛋白质工程方法〜INTMSAlign的开发和应用〜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中野 祥吾;本山 智晴;篠田 優;伊藤 創平;浅野 泰久;中野 祥吾
  • 通讯作者:
    中野 祥吾
Structure and bioinformatics analysis of industrially-promising enzymes for protein engineering
具有工业前景的蛋白质工程酶的结构和生物信息学分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中野 祥吾;本山 智晴;篠田 優;伊藤 創平;浅野 泰久;中野 祥吾;Fumihiro Motojima and Shogo Nakano
  • 通讯作者:
    Fumihiro Motojima and Shogo Nakano
人工設計型配列データベース由来L-スレオニン脱水素酵素の機能解析
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本山 智晴;中野 祥吾;松永 玲実;浅野 泰久;伊藤 創平
  • 通讯作者:
    伊藤 創平
タンパク質一次構造に基づく新たなインシリコ酵素探索法, INTMSAlign_Anglerの開発
开发INTMSAlign_Angler,一种基于蛋白质一级结构的新型计算机酶检测方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中野 祥吾;本山 智晴;篠田 優;伊藤 創平;浅野 泰久
  • 通讯作者:
    浅野 泰久

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