二次代謝産物の生合成における複合酵素反応と未知の基質チャネリング機構の解明

研究者紹介

研究代表者
高橋俊二
理化学研究所
環境資源科学研究センター

研究概要

微生物は、人知を超えた複雑な構造と生理活性を有する有用二次代謝産物の宝庫であり、これらの中から、抗生物質、抗がん剤、免疫抑制剤、農薬が開発されてきた。新規化合物の取得数が減少傾向であるが、近年の微生物ゲノム解読の進展によって、多くの二次代謝生合成遺伝子群が見出されている。遺伝学、生化学、構造生物学、計算化学、AIを駆使して未知の酵素機能を解明し、生合成情報を集積することは、合成生物学的手法により自在に物質生産を行うために極めて重要である。本研究では、放線菌由来の未解明のポリケチド天然化合物の生合成酵素に着目する。AIを活用した立体構造予測と既知酵素との比較、想定基質とのドッキング及び分子動力学シミュレーションにより、総合的に酵素機能を精密解析することによって、A01班が推進する新規生体反応の集積研究を推進する。特に、複合酵素反応における蛋白質間相互作用予測を起点として、部位特異変異導入後の複合酵素活性を実験的に検証することによって、基質チャネリング機構を解明するとともに、二次代謝生合成酵素系に存在する分子間相互作用情報を集積する。