人工新奇I型ポリケタイドの高生産に向けた新モジュール戦略の創出に関する研究

研究者紹介

研究代表者
工藤 慧
産業技術総合研究所
生命工学領域

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研究概要

複雑骨格を有する中分子天然化合物の構造改変技術は、医薬品開発をはじめ様々な分野で求められている。構造展開の大きな課題である、有機合成では困難な多数の立体制御を容易に達成する手法として、生合成の改変利用がますます注目されている。その中で、多くの中分子医薬品リソースとなっているポリケタイド化合物の生合成装置であるI型polyketide synthase (PKS) は、長年に亘って魅力的な改変ターゲットであり続けてきた。I型PKSはポリケタイド骨格形成を触媒する酵素ドメイン群が連なったモジュラー型の巨大酵素であり、モジュールの入替えによる機能改変が可能であると考えられてきた。
I型PKSのengineering研究の到達点の一つは、あらゆるポリケタイド骨格を生産可能にするI型PKSデザイン技術の確立である。この大目標に向けて、本研究では基質認識の観点と分子進化の痕跡を結び付け、モジュールの入替えに関する許容性や法則性を解明することで、実践的なI型PKS改変指針を構築することを目的とする。本研究の成果により実際にいくつかの人工新規骨格を創製するだけでなく、膨大に蓄積しているI型PKSの配列から所望の化学構造に対応したモジュールを探索するための指針を与えることで、基礎・応用両面に重要な基盤を与えられると期待している。