新たな分子設計概念に基づく対称性含窒素複素環化合物のバイオ生産システム

基于新分子设计理念的对称含氮杂环化合物生物生产系统

• 批准号: 22K05309
• 负责人: 桝尾 俊介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05309/
• 关键词: ピラジン; 含窒素複素環化合物; ケモエンザイマティック合成; 発酵生産; ポリマー原料

本研究課題は様々なアルデヒド基質から多様な対称性含窒素複素環化合物をバイオ生産するシステムを構築するものである。これまでに、トランスアルドラーゼおよびデヒドロゲナーゼを用いた新たなピラジン生産経路を設計し、複数のピラジン化合物を微生物生産することに成功している。本年度は、基盤化合物である2’-5’-ジフェニルピラジンの生産経路の生産効率のさらなる向上を目指し種々の検討を行った。まず初めに、トランスアルドラーゼおよびデヒドロゲナーゼの精製酵素を用いたin vitro生産系の構築を行った。菌体反応時に比べると生産効率が低下したものの、in vitro生産系でも2’-5’-ジフェニルピラジンを生産することが可能であった。反応産物の解析から、トランスアルドラーゼによるベンズアルデヒドとグリシンのアルドール付加反応により生じるフェニルセリンが蓄積しており、その量は最終産物の2’-5’-ジフェニルピラジンの10倍以上であることが明らかとなった。デヒドロゲナーゼによるフェニルセリンの脱水素過程が本生産系の律速となっていることが示された。In vitro生産系を用いることで多段階の生産経路における律速段階を明確化することができた。これを受け、律速段階であるデヒドロゲナーゼの新規酵素の探索を行った。分子系統解析、3次元構造予測モデルなどを基に、新規酵素を3種選抜し、組換え大腸菌を用いてこれらの組換え酵素を取得した。

This research topic は others 々 な ア ル デ ヒ ド matrix か ら others more な said sex seaborne smothering element compound element ring compounds を バ イ オ production す る シ ス テ ム を build す る も の で あ る. こ れ ま で に, ト ラ ン ス ア ル ド ラ ー ゼ お よ び デ ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ を with い た new た な ピ ラ ジ ン production を 経 road design し, plural の ピ ラ ジ ン compound microbial production す を る こ と に successful し て い る. は this year, the base plate compound で あ る 2 '- 5' - ジ フ ェ ニ ル ピ ラ ジ ン の 経 road の production working rate の さ ら な る upward を refers し kind 々 の 検 line for を っ た. Early ま ず め に, ト ラ ン ス ア ル ド ラ ー ゼ お よ び デ ヒ ド ロ ゲ ナ ー ゼ を の refining enzyme with い た the in vitro production line is の build を っ た. When bacteria against 応 に than べ る と low production rate of unseen が し た も の の, the in vitro production department で も 2 '- 5' - ジ フ ェ ニ ル ピ ラ ジ ン を production す る こ と が may で あ っ た. Product against 応 の parsing か ら, ト ラ ン ス ア ル ド ラ ー ゼ に よ る ベ ン ズ ア ル デ ヒ ド と グ リ シ ン の ア ル ド ー ル plus the 応 に よ り raw じ る フ ェ ニ ル セ リ ン が accumulation し て お り, そ の quantity は end product の 2 '- 5' - ジ フ ェ ニ ル ピ ラ ジ ン の 10 times more で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. The process of デヒドロゲナ ゼによるフェニ ゼによるフェニ セリ セリ セリ <s:1> dehydrating process が this production system <s:1> speed となって る る る とが とが とが とが とが された shows された. In vitro production systems を use を る とで とで とで multi-stage <s:1> production routes における law speed stages を concretization する する とがで た た た た. <s:1> れを is subject to け, the law speed stage であるデヒドロゲナ ゼ ゼ <s:1> new regulation enzyme <e:1> exploration を line った. Molecular system, three dimensional structure be モ デ ル な ど を に, new rules on enzyme を three optional sorting し, group in え coliform を with い て こ れ ら の group in を え enzyme obtained し た.

项目成果

芳香族化合物の新たな微生物代謝の発見とバイオマス材料の開発

新型微生物代谢芳香族化合物的发现及生物质材料的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: Masuo Shunsuke;Saga Chisa;Usui Kurumi;Sasakura Yuma;Kawasaki Yukie;Takaya Naoki;桝尾俊介
• 通讯作者: 桝尾俊介