微生物を利用した化成品・医薬品・化粧品原料の生産
 微生物が環境汚染物質などを分解するときの反応にはバイオコンバージョンの観点からも興味深いものが多く存在します。また、代謝中間体の中に有用物質が見出される例もあります。当研究室では、それらを利用して有用物質の生産系構築を目指しています。

○美白化粧品原料3-ヒドロキシアントラニル酸の生産
 上で示した2-ニトロ安息香酸の代謝経路中には3-ヒドロキシアントラニル酸という物質が存在します。3-ヒドロキシアントラニル酸は、抗酸化活性やメラニン生成に関係するチロシナーゼの阻害活性などが知られており、美白化粧品原料として注目されています。当研究室では、2-ニトロ安息香酸の代謝系を利用し、遺伝子工学・タンパク質工学などの手法を活用した3-ヒドロキシアントラニル酸生産菌の構築を試みています。

○Baeyer-Villiger型酸化酵素の利用
 Baeyer-Villiger型酸化酵素とは、ケトンからラクトンやエステルへの変換を触媒する酵素であり、特に石油成分であるシクロヘキサンの分解経路中に存在するシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼと呼ばれる酵素は医薬品などの合成中間体となる光学活性ラクトンを生成することから注目されている酵素です(反応例:)。本酵素の反応メカニズムを分子レベルで解明するため、環境中から分離したRhodococcusという細菌からシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼの遺伝子(chnB)を単離しました。この遺伝子を利用して本酵素を大量に生成し、世界で初めて本酵素の結晶構造解析に成功しました。この結果をもとに本酵素の反応機構の解明やより良い酵素の構築に期待が寄せられています。




図 シキロヘキサノール分解経路と分解遺伝子 

 図 シクロヘキサノンモノオキシゲナーゼの立体構造


  
Fig. Fingerprint sequence alignment of various characterized BVMOs cartoonrepresentation of residue conservation mapped onto CHMO. Residues which are colored purple are strictly conserved, residues that are blue are at least 50% conserved while residues in grey are not conserved.


Fig. Active-site pockets of the CHMO.

 
Fig. The BVMO signature sequence, shown here in yellow, is anchored at each end by F160 and W170, which interact with hydrophobic pockets in the NADP binding domain.  In the middle of the motif, H166 is shown interacting with the back bone of G381, which is part of one of the linker segments shown in cyan that connect the FAD and NADP domains. 

○海洋細菌からの生理活性物質スクリーニング
 地球表面の70%を占める海洋は、膨大な資源の宝庫です。私たちは有用物質生産を目的として海洋からさまざまな微生物を単離しています。
その一例として色素生産菌を下に示しています。微生物が生産する色素には生理活性をもつものも珍しくなく、特に海洋細菌が生産する色素は医薬品原料やその他生理活性物質としての可能性を持っています。さらに、天然色素は、自然な味わいを持ったマイルドな色調に染まることから染色剤としても高い人気があります。
 
  

      

図 色素生産海洋細菌


学会発表ポスター例1 ,例 2





関西大学化学生命工学部生命・生物工学科(学部版)生命・生物工学科(学科版)