基質拡張が実現する芳香族炭化水素のバイオ生産：脂肪族炭化水素から芳香族炭化水素へ

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石油の主成分は炭化水素であり、エネルギー資源として利用される脂肪族炭化水素と、化学工業原料として利用される芳香族炭化水素に分けられる。石油は有限資源であり、炭化水素のサステイナブルな資源開発は必要不可欠である。2010年にラン藻から軽油相当のアルカン（炭化水素）を合成する酵素が明らかとなり、遺伝子組み換え生物による脂肪族炭化水素のバイオ生産の道が拓かれた。一方で、芳香族炭化水素を生成する酵素は見つかっておらず、そのバイオ生産は未踏領域である。そこで本研究では、アルカン合成酵素の基質認識を改変し、芳香族炭化水素生成酵素を開発することを目的とした。本年度は、培養しながら、芳香族炭化水素の生成活性を外部から非侵襲的に評価できるセンサー大腸菌の設計と構築を進めた。変異体集団の中から、芳香族炭化水素生成能を示す変異体の探索を行うが、活性種は少なく、またその活性は非常に低いことが予想されるため、当初予定していたセンサー大腸菌の評価法（活性＝蛍光強度）だけでなく、大きなライブラリサイズな変異体集団でも迅速に評価できる新たなセンサー大腸菌の検討も開始した。変異体ライブラリの構築方法、寒天培地での迅速なセレクション方法の確立は目処がたった。これとは別に、本研究立案の元となったアルカン合成酵素群の高活性化のこれまでの結果について、国際専門誌にて総説として発表した。また、白血病やがんに関わるタンパク質相互作用を標的とし、立体構造予測に基づいて、変異体ペプチドライブラリを構築することで、約10種程度の変異体ライブラリの中から、既存の阻害剤よりも阻害活性の高いペプチド阻害剤の創出に成功し、原著論文として発表した。