モジュラー型酵素の見落とされてきた立体化学制御機構の解明

研究者紹介

研究代表者
吉村 彩
北海道大学
薬学研究院

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研究概要

天然物の多くは複数の不斉点を有する複雑な化学構造を持ち、これらの立体構造が天然物のユニークで強力な生物活性に寄与している。このような精緻な立体構造は、生合成過程において生合成酵素が不斉反応を厳密に制御することで構築される。これまでポリケチド合成酵素（PKS）や非リボソームペプチド合成酵素（NRPS）では不斉反応を担うドメインやアミノ酸残基が同定され、その生合成産物の立体化学が分光学的手法では決定困難な場合でも両モジュラー型生合成酵素の配列情報からその立体化学をある程度予測できるようになった。しかし依然として天然物生合成に関わる不斉生体反応の機構や反応に必須なアミノ酸配列が不明な事例は多く、立体化学が未決定の有用天然物が山積している。本研究ではモジュラー型生合成酵素内の機能ドメインが従来知られていた触媒反応に加え、新規の不斉反応にも関与することで生合成産物の立体化学を規定する可能性を見出した。このドメインの触媒機能と反応機構を理解するとともに、反応に必須なアミノ酸残基の同定を目指す。最終的には、生合成酵素の一次構造情報をもとに産物の立体化学を予測できる新たな手法を確立し、有用天然物の立体構造予測や人工天然物を創出する生合成経路の設計に資する基盤技術を構築する。