ジテルペン合成酵素を用いた人工テルペン類の創製

研究者紹介

研究代表者
品田哲郎
大阪公立大学大学院
理学研究科

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研究概要

テルペン合成酵素が非天然型の基質を受容する研究例は、いくつか知られているものの散発的であり、予測に基づく合理的分子設計を取り入れた研究は手つかずとなっている。本研究では「人工テルペン類を予知生合成するシステムを構築し、人工テルペン類を自在に設計合成するための方法論を確立すること」を目的とする。ジテルペン合成酵素をモデルとして、ドッキングシュミレーションなどにより酵素が認識可能な基質を設計する。設計基質を合成し、ジテルペン環化酵素としてCotB2やDtcycを用いて環化を試みる。酵素反応の有無や生成物の解析から天然型基質との反応性や選択性の違いを明らかにする。量子力学計算により反応遷移状態を解析することで、天然型基質との反応性の差異を分子構造レベルで議論する。予測・実証・検証・改善の一連のサイクルから、機械学習システムの構築に向けた情報を集積する。ジテルペン合成酵素に加えて、トリテルペン環化酵素やプレニル化酵素を用いた人工テルペン類創製の可能性についてもあわせて検討する。A01班とA02班と連携から、基質と反応産物を高精度で予測（予知）するシステムの高精度化を図る。本研究ではヘテロ原子をテルペン骨格に積極的に導入する。ヘテロ原子を含む官能基を有機合成の足掛かりとして、構造多様性のさらなる拡大を行う。あわせて、人工テルペン類の生物活性を評価することで、それらの有用性を明らかにする。