色素結合タンパク質と色素合成酵素の協奏的改変による多彩なオプトツールの開発

本研究課題では、光受容体と光受容体が結合する色素を合成する酵素の両方に着目し、新規分子の探索と既存分子の改変を進めることで、協奏的に多彩なオプトツールを開発する内容となっている。まず、光受容体の解析としては、橙色光と青色光の間で光変換する新規分子を同定し、その成果をPhotohem. Photobiol. Sci.誌に報告した（Hoshino et al. 2022 Photochem. Photobiol. Sci.）。さらに、20個以上の新規光受容体候補分子群の解析を行い、複数の光受容体を既に同定している。中でも、緑色光と青色光の間で光変換を示す分子は新規性が高く、現在論文を執筆中である（Hoshino et al. In preparation）。既存分子の改変においては、遠赤色光と橙色光の間で可逆的な光変換を示すAnPixJg2_BV4という分子を土台として部位特異的飽和変異を導入することで、遠赤色光と青色光の間で光変換を示す改変分子（Suzuki et al. 2023 In revision）や熱緩和速度の異なる改変分子群（Suzuki et al. 2023 In preparation）の作出に成功している。色素合成酵素に関しては、バイオインフォマティクスを駆使した解析手法によって、新規分子の候補を複数同定できたため、来年度以降に候補分子の酵素活性を測定する予定である。また、既存分子の改変については、PubSという酵素に変異を導入することで、二段階目の酵素反応が起こらず中間体を蓄積したと考えられる酵素の作出に成功したため、これについても来年度に論文執筆を進める。

本研究課題では、光受容体と光受容体が結合する色素を合成する酵素の両方に着目し、新規分子の探索と既存分子の改変を進めることで、協奏的に多彩なオプトツールを開発する内容となっている。まず、光受容体の解析としては、橙色光と青色光の間で光変換する新規分子を同定し、その成果をPhotohem. Photobiol. Sci.誌に報告した（Hoshino et al. 2022 Photochem. Photobiol. Sci.）。さらに、20個以上の新規光受容体候補分子群の解析を行い、複数の光受容体を既に同定している。中でも、緑色光と青色光の間で光変換を示す分子は新規性が高く、現在論文を執筆中である（Hoshino et al. In preparation）。既存分子の改変においては、遠赤色光と橙色光の間で可逆的な光変換を示すAnPixJg2_BV4という分子を土台として部位特異的飽和変異を導入することで、遠赤色光と青色光の間で光変換を示す改変分子（Suzuki et al. 2023 In revision）や熱緩和速度の異なる改変分子群（Suzuki et al. 2023 In preparation）の作出に成功している。色素合成酵素に関しては、バイオインフォマティクスを駆使した解析手法によって、新規分子の候補を複数同定できたため、来年度以降に候補分子の酵素活性を測定する予定である。また、既存分子の改変については、PubSという酵素に変異を導入することで、二段階目の酵素反応が起こらず中間体を蓄積したと考えられる酵素の作出に成功したため、これについても来年度に論文執筆を進める。