理科大、バニラの香りの主成分「バニリン」を生成する酵素の開発に成功
マイナビニュース / 2024年5月17日 22時11分
東京理科大学(理科大)は5月16日、バニラの香りの主成分である化合物の「バニリン」について、農産廃棄物(植物)由来の「フェルラ酸」から1段階で「バニリン」を生成できる酵素の開発に成功したことを発表した。
同成果は、理科大 創域理工学部 生命生物科学科の古屋俊樹教授、同・大学大学院 創域理工学研究科 生命生物科学専攻の藤巻静香大学院生(研究当時)、同・坂本紗津記大学院生(研究当時)らの研究チームによるもの。詳細は、基礎から応用まで微生物学に関する全般を扱う学術誌「Applied and Environmental Microbiology」に掲載された。
「バニリン」は、食品や化粧品などに利用することから、化学合成のものよりもラン科のバニラ属植物の種子鞘から得られるナチュラルなものが望まれていたが、もともと種子鞘のにおける含有量が少ない上に、栽培に適した土地も気候により限定され、なおかつ収穫量も天候に左右されることから、しばしば価格高騰が問題となっていたという。そのため、植物由来の原料から微生物や酵素などを利用して、同化合物を生産する新たな手法の開発が望まれていたとのこと。
そうした背景の下、研究チームはこれまで酵素を利用したバニリンの生産手法の開発を試みてきた。その試行錯誤の中で、これまでに報告されたことのないチャレンジングな研究内容ではあるものの、化合物の「イソオイゲノール」を変換する酵素タンパク質「Ado」を遺伝子工学的に分子進化させることで、フェルラ酸からバニリンを生成する酵素を創製できるのではないかという着想に至り、今回の研究ではそれを実行することにしたという。
Adoは、活性中心に鉄を有する、カロテノイド酸化開裂酵素ファミリーに属する酵素。同酵素は、イソオイゲノールの炭素-炭素(C-C)結合を酸素原子(酸素分子由来)の付加により切断する活性を有しているが、フェルラ酸に対しては変換活性をまったく示さない。しかし、この酵素をフェルラ酸とも反応するように分子進化をさせることができれば、そのC-C結合が酸化的に切断されてバニリンを生成するようになることが反応式から予想されていたとする。つまり、フェルラ酸から1段階でバニリンを生成できるようになることが考えられたのである。
Adoの立体構造がモデリングにより解析されたところ、アミノ酸配列で82番目のフェニルアラニン(F82)と、332~334番目のバリン(V332)、フェニルアラニン(F333)、フェニルアラニン(F334)が基質との相互作用に重要な役割を担っていることが予想されたとする。そこで、遺伝子工学的手法を用いて、それらのアミノ酸を段階的に種々のアミノ酸と入れ替え、フェルラ酸に対する変換活性の評価が行われた。その結果、F82がチロシンYに、V332とF334がともにアルギニンRに入れ替わった変異体「Y82/R332/R334」において、フェルラ酸に対する変換活性が付与されていることが発見されたという。
-
- 1
- 2
この記事に関連するニュース
-
副作用のないがん治療戦略確立へ - がん細胞内での阻害剤合成に成功
マイナビニュース / 2024年5月27日 14時22分
-
高機能有機硫黄化合物の合成に有用なo-ブロモベンゼンチオール等価体の新合成法を開発 ~炭素-硫黄結合、炭素-臭素結合を一度に形成する効率的な合成法~
PR TIMES / 2024年5月23日 11時45分
-
バニラの甘い香り成分を生成する酵素を開発 ~農産廃棄物由来の化合物から室温で簡便に合成可能~
PR TIMES / 2024年5月16日 12時15分
-
プレバイオティクスであるイソマルトオリゴ糖を分解する細菌酵素の立体構造を解明
PR TIMES / 2024年5月10日 12時45分
-
腸内乳酸菌による脂肪酸代謝産物が抗炎症作用を示し炎症性腸疾患を緩和することを明らかに ~食用油に由来する成分の効能を遺伝子、細胞、個体レベルで解析~
PR TIMES / 2024年5月7日 11時45分
ランキング
-
1「せこすぎて草」 広島の市が東京都に“圧倒的勝利”を収める5番勝負にツッコミ続出 「めちゃ笑った」
ねとらぼ / 2024年6月1日 16時0分
-
2その“昭和レトロ”だいじょうぶ? 扇風機の使用年度に注意 エアコンは誤った内部洗浄で火災も
ねとらぼ / 2024年6月1日 11時35分
-
3「僕らが何を言われてもいい」仮面ライダー俳優、余命1カ月の少年の下に訪れる ディケイド俳優も「君の世界に通りすがりに行きます」
ねとらぼ / 2024年5月31日 14時13分
-
4きたあああ! バーガーキングが食べ放題開催へ 約1430キロカロリーを時間内おかわり自由
ねとらぼ / 2024年6月1日 17時21分
-
5ハイネケンがSNS不可な世界一退屈なケータイを発売! デジタルデトックスに最適だ!
ASCII.jp / 2024年6月1日 12時0分
複数ページをまたぐ記事です
記事の最終ページでミッション達成してください