アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究...

24
アミノペプチダ アミノペプチダ 多様なジペプ 多様なジペプ 鳥取大学 農学 ゼを用いた ゼを用いた チドの生産法 チドの生産法 学部 生物資源環境学科 講師 有馬二朗 1

Upload: others

Post on 22-Dec-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

アミノペプチダアミノペプチダ多様なジペプ多様なジペプ

鳥取大学 農学鳥取大学 農学

ダ ゼを用いたダーゼを用いたチドの生産法チドの生産法

学部 生物資源環境学科学部 生物資源環境学科

講師 有馬二朗

1

Page 2: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

研究○構成アミノ○単体アミノ

単体のアミ

短鎖ペプチドの有用性短鎖ペプチドの有用性

○単体のアミ機能及び物性改善機能及び物性改善

<食品>塩味 L-Ala-L-Lys・HCl甘味 Asp- Phe-OMe (アスパルテー甘味 L-Asp-L-Phe-OMe (アスパルテ血圧降下 L-Val-L-Tyr, L-Tyr-L-Tyr, L-Tyr-L-Thr坑潰瘍・抗疲労 β-Ala-L-His(カルノシン), β-Ala<医療><医療>鎮痛 L-Tyr-L-Arg(L-キョートルフィン抗不安作用 L-Tyr-L-Leu, L-Phe-L-Leu , L-Trp-L-L抗高血糖 cyclo (L Pro-L His)抗高血糖 cyclo (L-Pro L-His)抗原免疫増強 D-Ala-L-Gln-octadecyl ester抗生物質 cyclo (L-Phe-L-Leu)抗がん剤前駆体 cycle (L Phe-L His)抗がん剤前駆体 cycle (L-Phe L-His)輸液成分 L-Ala-L-Gln(グルタミンの安定化<その他(農薬)>アフラトキシン生合成阻害 cyclo (L Pro-L Lアフラトキシン生合成阻害 cyclo (L-Pro L-Lキチナーゼ阻害 cyclo (D-Pro-L-A蛋白質安定化 β-Ala-L-Orn-L-O

背景ノ酸の栄養機能を有するノ酸の物性改善ミノ酸には無い優れた生理機能を発揮ミノ酸には無い優れた生理機能を発揮

医療・食品分野での幅

ム) Asp- Ala-fenchyl ester(アリテーム)

療 食品分野 幅広い応用が期待!!

ム), L-Asp-D-Ala-fenchyl ester(アリテ ム)r, L-Ile-L-Tyr, L-Pro-L-Trp, L-Xaa-L-Pro…その他多数a-1-methyl-L-His(アンセリン), β-Ala-L-BCAA

), L-Tyr-D-Arg(D-キョートルフィン)Leu

化), L-Ala-L-Tyr(チロシンの水溶化)

Leu), cyclo (L Pro-L Val),

2

Leu), cyclo (L-Pro L-Val), Arg)Orn

Page 3: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

従来技術での汎用性 工程汎用性 工程

高 中 低 多 中

・固相合成: ☑ □ □ ☑ □

高 中 低 多 中

・固相合成: ☑ □ □ ☑ □

化学合成化学合成固相合成: ☑ ☑

・液相合成: ☑ □ □ ☑ □固相合成: ☑ ☑

・液相合成: ☑ □ □ ☑ □酵素合成酵素合成

・プロテアーゼの逆反応: □ ☑ □ □ ☑

アミノ酸

・プロテアーゼの逆反応: □ ☑ □ □ ☑

アミノ酸・アミノ酸リガーゼ: □ ☑ □ □ □・酵素分解: □ □ ☑ □ □

・アミノ酸リガーゼ: □ ☑ □ □ □・酵素分解: □ □ ☑ □ □

・発酵法: □ □ ☑ □ □・発酵法: □ □ ☑ □ □

発酵発酵発酵法: ☑発酵法: ☑

*化学合成は汎用性が高く、収量も多いこと*化学合成は汎用性が高く、収量も多いこと流となっているが、有害廃液や特殊な試薬の流となっているが、有害廃液や特殊な試薬の*化学合成は汎用性が高く、収量も多いこと*化学合成は汎用性が高く、収量も多いこと流となっているが、有害廃液や特殊な試薬の流となっているが、有害廃液や特殊な試薬の流 、有害廃液 特殊 試薬流 、有害廃液 特殊 試薬た、工程が多く、た、工程が多く、NN--修飾アミノ酸を利用する修飾アミノ酸を利用するその他の合成法は、汎用性に問題があり、コその他の合成法は、汎用性に問題があり、コ

流 、有害廃液 特殊 試薬流 、有害廃液 特殊 試薬た、工程が多く、た、工程が多く、NN--修飾アミノ酸を利用する修飾アミノ酸を利用するその他の合成法は、汎用性に問題があり、コその他の合成法は、汎用性に問題があり、コ

のペプチド合成製造コスト 特殊な溶媒や

(材料・試薬・担体) 試薬の必要性製造コスト 特殊な溶媒や

(材料・試薬・担体) 試薬の必要性

少 高 中 低 有 一部 無

□ ☑ □ □ ☑ □ □

少 高 中 低 有 一部 無

□ ☑ □ □ ☑ □ □☑ ☑□ □ ☑ □ ☑ □ □

☑ ☑□ □ ☑ □ ☑ □ □

□ □ ☑ □ □ ☑ □□ □ ☑ □ □ ☑ □

☑ □ ☑ □ □ ☑ □☑ □ □ ☑ □ □ ☑☑ □ ☑ □ □ ☑ □☑ □ □ ☑ □ □ ☑

☑ □ □ ☑ □ □ ☑☑ □ □ ☑ □ □ ☑☑ ☑ ☑☑ ☑ ☑

とが利点として挙げられ、合成においては主とが利点として挙げられ、合成においては主の使用など、環境に与える負荷が大きい。まの使用など、環境に与える負荷が大きい。まとが利点として挙げられ、合成においては主とが利点として挙げられ、合成においては主の使用など、環境に与える負荷が大きい。まの使用など、環境に与える負荷が大きい。ま

3

使用 、環境 与 負荷 大 。使用 、環境 与 負荷 大 。るる必要があり、コストの面でも不利である。があり、コストの面でも不利である。コストが高いものも存在する。コストが高いものも存在する。

使用 、環境 与 負荷 大 。使用 、環境 与 負荷 大 。るる必要があり、コストの面でも不利である。があり、コストの面でも不利である。コストが高いものも存在する。コストが高いものも存在する。

Page 4: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

酵素法による

○汎用性 基質特異性に依存 →

酵素

○コスト 基質の値段添加剤の有無添加剤の有無 →工程の簡素化

○環境への負荷 特殊な試薬を使わない →

るペプチド合成

基質特異性を広げる酵素のバリエーションを増やす酵素のバリエ ションを増やす

N-修飾アミノ酸を使わない単純な反応を触媒する酵素を選択単純な反応を触媒する酵素を選択変換率の良い反応系を確立

水、アルコールを溶媒として利用出来る酵素を選択

4

Page 5: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

アミノペプアミノペプチ

ダーゼ

ペプチドペプチド

●ロイシンアミノペプチダーゼ:ペプチドのN末端アミノ酸を

●アミノペ●アミノペ

プロリン

認識し、順次単体のアミノ酸を遊離する反応を触媒。

●プロリン●メチオニ●D-アミノペプチド合成能があれば、 ●D-アミノ●ジペプチ●トリペプ

ペプチド合成能があれば、アミノ基がフリーのアミノ酸(誘導体)を基質として( )利用可能??

プチダーゼ

ンアミノペプチダーゼペプチダーゼNペプチダーゼPンアミノペプチダ ゼンアミノペプチダーゼニンアミノペプチダーゼノペプチダーゼノペプチダ ゼチジルアミノペプチダーゼプチジルアミノペプチダーゼ

5

などなど…

Page 6: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

新技術の基となる新技術

広い特異性を持つアミノペプチダー広い特異性を持 アミノ プチダ利用したジペプチド合成に成功。

逆反応

HH NN

R1R1 R2R2

HH

HH22OO

アミノリシス

HH22NN CC‐‐OHOHOO

== HH22NN CC‐‐OR3OR3OO

== HH

R2OHR2OHアミノリシス

HH NN CC‐‐OO‐‐R2R2

R1R1HH22NN‐‐R3R3

HH22HH22NN CC‐‐OO‐‐R2R2OO

== 22

使用酵素: ファミリーM28アミノペファミリーS9アミノペファミリーS12アミノペ

る研究成果・技術研究成果 技術

ーゼの逆反応、アミノリシス反応をの逆反応、アミノリシス反応を

HH NN CC NHNH

R1R1

CC OR3OR3

R2R2

・既に合成可能なペプチドの合成法改良

R1R1

HH22NN CC‐‐NHNHOO

== CC‐‐OR3OR3OO

== プチドの合成法改良

・既知有用ジペプチドの新規合成法確立

NN CC‐‐NHNH‐‐R3R3

R1R1 ドの新規合成法確立

・未知有用ジペプチドの探索と同定

OO

== ドの探索と同定

ペプチダーゼ(逆反応)プチダーゼ(アミノリシス反応)

6

ペプチダーゼ(アミノリシス反応)

Page 7: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法①

ファミリーM28アミノペプチ

TLC HPLC

MS

98%アルコール溶媒中98%アルコ ル溶媒中PheとPhe-OMe から、強いPhePhe-OMe 合成能が確認能が確認

チダーゼ:ジペプチド合成能

7

Page 8: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法①

ファミリーM28アミノペプチダー

ファミリーM28アミノペプチダーゼによるジペプチド合成メカニズム:逆反応

+NN CC NN CC

アシル供与体の特異性

アミノ酸 アミノ酸メチルエス

アシル供与体の特異性w/ Phe-OMe

ーゼ:合成における基質特異性

フリーのアミノ酸 ~ アシル供与体(N側)アミノ酸エステル ~ アシル受容体(C側)

→ NN CC NN CC

アシル受容体の特異性

ステル ジペプチド

アシル受容体の特異性w/ free Phe

8

Page 9: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法①

ファミリーM28アミノペプチダー

AspPhe-OMe合成(合成甘味料)

ValTyr OMe合成ValTyr-OMe合成(血圧降下剤の前駆体)

AlaTyr-OMe合成(輸液成分)( )

ゼ:既知有用ジペプチドの合成

9

Page 10: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法①

ファミリーM28アミノペプチダ

N末側のアミノ酸:L-アミノ酸疎水 芳香族 極性 塩基性 酸性

L-Ala L-Phe Gly L-His L-AspVal Tyr Ser Lys GluL-Val L-Tyr L-Ser L-Lys L-Glu

L-Leu L-Trp L-Thr L-ArgL-Ile L-Asn

M t GlL-Met L-GlnL-Pro

+α:非タンパク質性L-α-アミノ酸非天然L-α-アミノ酸

AlaDOPA-OMe合成(DOPAの水溶性改善に期待)

ダーゼ:合成可能なペプチド

C末側のアミノ酸:L-アミノ酸エステル疎水 芳香族 極性 塩基性

L-Ala L-Phe Gly L-LysVal Tyr Ser ArgL-Val L-Tyr L-Ser L-Arg

L-Leu L-Trp L-ThrL-Ile L-Cys

M t AL-Met L-Asn

+α:非タンパク質性L-α-アミノ酸非天然L-α-アミノ酸

合成可能な有用ジペプチドL-Asp-L-Phe-OMe (アスパルテーム)L L

L-Val-L-Tyr (血圧降下), L-Tyr-L-Tyr (血圧降下)L-Tyr-L-Thr (血圧降下), L-Ile-L-Tyr (血圧降下)L-Pro-L-Trp (血圧降下), L-Tyr-L-Leu (抗不安)

Phe Leu (抗不安) Trp Leu (抗不安)

10

L-Phe-L-Leu (抗不安), L-Trp-L-Leu (抗不安)L-Ala-L-Tyr (輸液)… その他

Page 11: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

アミノリシス反応を用(セリン型アミノ

用いたペプチド合成ノペプチダーゼ)

11

Page 12: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS9アミノペプSDS-PAGE

我々が取得した

1 2 3 1 4

我々が取得した(SDS-PAGEの

1. Stre2. Stre3. Stre4. Acid4. Acid

特徴

S9アミノペプチダーゼの触媒作用に● 水溶液中でのペプチド結合形● 水溶液中でのペプチド結合形● 特異性が広く、特殊構造を持

力を有する。配列の制御が厳密で 目的の● 配列の制御が厳密で、目的の

チダーゼ:酵素の性質酵 質

たS9アミノペプチダ ゼたS9アミノペプチダーゼのレーンno.)eptomyces thermocyaneoviolaceus 由来eptomyces coelicolor 由来eptomyces griseus 由来dthermus 由来dthermus 由来

よるペプチド結合形成反応の特徴形成反応が可能。形成反応が可能。持つアミノ酸をペプチドに組み込む能

のペプチドをピンポイントに合成可能

12

のペプチドをピンポイントに合成可能

Page 13: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS9アミノペプチダーゼ

β-Ala-His(カルノシン)合成

UPLC ESI TOF/MS分析

β-A

β AUPLC-ESI-TOF/MS分析 β-A

基質濃度 生成物濃度 変換率β-Ala-OBzl His-OMe

20 mM 20 mM 6 4 mM 32 %20 mM 20 mM 6.4 mM 32 %5 mM 40 mM 4.7 mM 94 %5 mM 60 mM ≈5.0 mM ≈100 %

ゼ:β-Ala含有ペプチド合成能使用酵素* S9AP f St t th i l

Ala-BCAA合成

Ala-Val-OMe β-Ala-Leu-OEt

使用酵素*:S9AP from Streptomyces thermocyaneoviolaceusv

Ala-Val-OMe β

酵素なし 酵素なし

β-Ala-Ile-OMe

酵素なし

13

Page 14: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS9アミノペプチダーゼ

UPLC ESI TOF/MS分析生

cyclo (L-Pro-L-His)(抗高血糖)合成

UPLC-ESI-TOF/MS分析

ゼ:Pro含有環化ペプチド合成能使用酵素*:S9AP from Streptomyces thermocyaneoviolaceus

生成物の時間変化

基質濃度 生成物濃度 変換率Pro-OBzl His-OMe

20 mM 20 mM 8.2 mM 41 %

合成可能な有用ジペプチドβ-Ala-L His(抗疲労), β-Ala-L BCAA(抗疲労), β-β Ala L-His(抗疲労), β Ala L-BCAA(抗疲労), βAla-1-methyl-L-His(抗疲労),L-Pro-L-Trp (血圧降下), c(L-Pro-L-His)(抗高血糖)c(L-Phe-L-His)(抗ガン剤前駆体)

ア ラトキシン生合成阻害

14

c(L-Pro-L-Leu)(アフラトキシン生合成阻害)c(L-Pro-L-Val)(アフラトキシン生合成阻害)… その他

Page 15: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS12アミノペプ

S12アミノペプチダーゼ:加水分解活性はS12アミノペプチダーゼ:加水分解活性は

S9アミノペプチダーゼ(SDS1 Streptomyces sp 8

1 21. Streptomyces sp. 82. Streptomyces sp. 8

配列 上 本酵素 割配列の上で本酵素と3~6割のが持つ性質(アミノペプチダーの酵素特有の性質である。

S12アミノペプチダーゼの触媒作用に● 水溶液中でのペプチド結合形成● 特異性が広く、特殊構造を持つ

力を有する。● 配列の制御が厳密で 目的のペ● 配列の制御が厳密で、目的のペ

プチダーゼ:酵素の性質

D体特異的。活性中心にセリン残基を持つ。D体特異的。活性中心にセリン残基を持つ。

S-PAGEのレーンno.)82F2 由来82F2 由来83D12 由来

相同性を持 酵素 存在 が 本酵素の相同性を持つ酵素は存在するが、本酵素ーゼ活性とペプチド合成活性)放線菌由来

によるペプチド結合形成反応の特徴成反応が可能。つアミノ酸をペプチドに組み込む能

ペプチドをピンポイントに合成可能

15

ペプチドをピンポイントに合成可能

Page 16: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS12アミノペプチダーゼ特徴特徴 D-アミノ酸エステル → D-,D-ジペプ

L-アミノ酸エステル → L-,L-ジペプD-アミノ酸エステル + L-アミノ酸D-アミノ酸エステル + L-アミノ酸D-アミノ酸エステル + L-アミノ酸

HH22NN C ORC OR44

RR33

HH22NN C ORC OR22

RR11

OOOO

アシル供与体アシル供与体 アシル受容体アシル受容体

アシル供与体のアシル供与体のみになれる基質みになれる基質

アシル供与体にも受アシル供与体にも受容体にもなれる基質容体にもなれる基質

DD--AlaAla誘導体誘導体

みになれる基質みになれる基質 容体にもなれる基質容体にもなれる基質

LL--LeuLeu誘導体誘導体 DD--LeuLeu誘誘M tM t誘導体誘導体 PhPh 誘誘DD--ValVal誘導体誘導体

DD--ProPro誘導体誘導体DD--HisHis 誘導体誘導体

LL--MetMet誘導体誘導体 LL--PhePhe誘誘DD--PhePhe誘導体誘導体 LL--TrpTrp誘誘DD--TrpTrp誘導体誘導体 LL--TyrTyr誘誘DD His His 誘導体誘導体DD--TyrTyr誘導体誘導体

ゼ:広い特異性・生成物の特徴プチド

プチドエステル酸 → D- L-ジペプチド

使用酵素*:S9AP from Streptomyces sp. 82F2

RR OHOH

酸 → D-,L-ジペプチド酸エステル → D-,L-ジペプチドエステル

→ 環化ジペプチド

HH22NN CCOO

RR11 HHNN C ORC OR44

OO

RR33

RR22--OHOH

OO OO

フリーフリーLL--アミノ酸アミノ酸

アシル受容体のみになれる基質アシル受容体のみになれる基質

((LL--ProPro、、LL--Asp, Asp, LL--GluGlu以外)以外)GlyGly誘導体誘導体 LL--AlaAla誘導体誘導体

LL--ValVal誘導体誘導体 LL--IleIle誘導体誘導体誘導体誘導体誘導体誘導体 LL ValVal誘導体誘導体 LL IleIle誘導体誘導体

LL--MetMet誘導体誘導体 LL--SerSer誘導体誘導体LL--ThrThr誘導体誘導体 LL--AsnAsn誘導体誘導体LL GlnGln誘導体誘導体 LL HisHis誘導体誘導体

誘導体誘導体誘導体誘導体誘導体誘導体

16

LL--GlnGln誘導体誘導体 LL--HisHis誘導体誘導体LL--ArgArg誘導体誘導体 LL--LysLys誘導体誘導体LL--AspAsp誘導体誘導体 LL--GluGlu誘導体誘導体

Page 17: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

ペプチド合成法②

ファミリーS12アミノペプチダ

cyclo (D-Pro-L-Arg)(キチナーゼ阻害)合成

ESI TOF/MSESI-TOF/MS

生成物の時間変化

ダーゼ:D-L-ペプチド合成能使用酵素*:S9AP from Streptomyces sp. 82F2

基質基質20 20 mMmMから生から生成物成物10.310.3 mMmM

変換率:変換率:55割以上割以上変換率:変換率:55割以上割以上基質濃度を変える(上基質濃度を変える(上げる)ことで、更に高げる)ことで、更に高げる)ことで、更に高げる)ことで、更に高生産の系の確立が可能。生産の系の確立が可能。

合成可能な有用ジペプチド合成可能 有用ジ プチドL-Tyr-L-Tyr (血圧降下), L-Tyr-L-Thr (血圧降下), D-Ala-L-Gln-octadecyl ester( P A )(キチナ ゼ阻害)

17

c(D-Pro-L-Arg)(キチナーゼ阻害)… その他

Page 18: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

今後のの展開

18

Page 19: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

従来技術とそ

ペプチド合成の手法として、化学ペプチド合成の手法として、化学有害廃液や特殊な試薬の使用な有害廃液や特殊な試薬の使用な有害廃液や特殊な試薬の使用な有害廃液や特殊な試薬の使用ないいことに加え、ことに加え、工程が多い工程が多いことこと

化学合成法以外で既に実用化さ化学合成法以外で既に実用化さガーゼを大腸菌に組み込み、発酵ガーゼを大腸菌に組み込み、発酵

菌体内のシステムを作り変えたも菌体内のシステムを作り変えたも乏しく、乏しく、多くの有用ペプチドを合成多くの有用ペプチドを合成

また、酵素合成法においては、また、酵素合成法においては、金金反応によるアスパルテーム合成研反応によるアスパルテーム合成研反応によるアス ルテ ム合成研反応によるアス ルテ ム合成研問題や、変換率の低さ、高価な基問題や、変換率の低さ、高価な基問題点を有する。問題点を有する。問題点を有する。問題点を有する。

その問題点

学合成が頻繁に利用されるが、学合成が頻繁に利用されるが、など 環境に与える負荷が大きなど 環境に与える負荷が大きなど、環境に与える負荷が大きなど、環境に与える負荷が大きとが問題点としてあげられる。とが問題点としてあげられる。されているものには、されているものには、アミノ酸リアミノ酸リ酵で酵でAlaAla--GlnGlnを合成を合成できるよう、できるよう、

ものも存在しているが、ものも存在しているが、汎用性に汎用性に成するまでには至っていない。成するまでには至っていない。

金属酵素・サーモライシンの逆金属酵素・サーモライシンの逆研究研究が盛んであるが、特異性のが盛んであるが、特異性の研究研究が盛んであるが、特異性のが盛んであるが、特異性の基質、工程の数段階に及ぶ等の基質、工程の数段階に及ぶ等の

19

Page 20: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

新技術の特徴・従

• 酵素法に限れば 従来技術の• 酵素法に限れば、従来技術の改良することに成功した。

従来の酵素法はエンドペプチ• 従来の酵素法はエンドペプチたため、N-修飾アミノ酸を使用

はアミノペプチダ ゼアミノペプチダ ゼを利用すはアミノペプチダーゼアミノペプチダーゼを利用すステルのみを利用することで合を下げることが可能であると予を下げることが可能であると予

• 酵素の大量調整法もすでに確より、合成の工程が簡素化でが~1/2程度まで削減されるこ

従来技術との比較

の問題点であった汎用性汎用性の点での問題点であった汎用性汎用性の点で、

チダ ゼを利用した逆反応であチダーゼを利用した逆反応であっ用する必要があったが、本技術

することで 単純なアミノ酸やエすることで、単純なアミノ酸やエ合成が可能となったため、コスト予測される予測される。

確立している。本技術の適用にできるため、最終的に製造コストことが期待される。

20

Page 21: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

想定され定• 本技術の特徴を生かすためには

適用することで 安全かつ効率的適用することで、安全かつ効率的えられる。

上記以外に 様々な新奇有用ペプ• 上記以外に、様々な新奇有用ペプ得られることも期待される。

• また、達成された有用ジペプチド合造や化粧品といった分野や用途に

想定され想定され• 利用者・対象利用者 対象

医薬・農薬・機能性食品製造

新薬など 新奇機能性物質創新薬など、新奇機能性物質創

れる用途用、医薬中間体・農薬などの製造に

的に生産できるメリットが大きいと考的に生産できるメリットが大きいと考

プチド系化合物の開発 の効果がプチド系化合物の開発への効果が

合成に着目すると、機能性食品製に展開することも可能と思われる。

れる業界れる業界

造メーカー

創成における開発事業

21

創成における開発事業

Page 22: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

実用化に向実用• 現在、様々な有用ペプチド合成に

ろまで開発済み しかし 合成のシろまで開発済み。しかし、合成のシ

• 今後、固定化酵素の作成とシステバイオリアクターに適用していく場

• 実用化に向けて、汎用性に加え標実用化に向けて、汎用性に加え標80%まで向上できるよう技術を確

企業へ企業• 未解決のシステムについては、固

ターへの応用技術により克服でき

• 新奇生理活性物質の評価技術を新奇 理活性物質 評価技術を

向けた課題課題について、1ポット合成が可能なとこシステムの点が未解決であるシステムの点が未解決である。

テム化について実験データを取得し、場合の条件設定を行っていく。

標的合成物質の変換率の精度を~標的合成物質の変換率の精度を確立する必要もあり。

への期待の期待固定化酵素の作成とバイオリアクきると考えている。

を持つ企業との共同研究を希望。

22

を持 企業 共同研究を希望。

Page 23: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

本技術に関す本技術 関す

•• 発明の名称発明の名称 ::プロリンおよびプロリンおよびββ-アラニンを-アラニンを•• 発明の名称発明の名称 ::プロリンおよびプロリンおよびββ アラニンをアラニンをチドの酵素合成法チドの酵素合成法

•• 出願番号出願番号 :特願:特願20102010--002069002069•• 出願人出願人 :鳥取大学:鳥取大学

•• 発明者発明者 :有馬二朗、森本正純:有馬二朗、森本正純

•• 発明の名称発明の名称 ::DD--, L, L--ペプチドの立体選択的ペプチドの立体選択的

•• 出願番号出願番号 :特願:特願20102010--015713015713•• 出願番号出願番号 :特願:特願20102010--015713015713•• 出願人出願人 :鳥取大学:鳥取大学

•• 発明者発明者 :有馬二朗、伊藤瞳:有馬二朗、伊藤瞳

参考参考 発明の名称発明の名称 ::ジペプチドの製造方法ジペプチドの製造方法

出願番号出願番号 特願特願20062006 151907151907出願番号出願番号 :特願:特願20062006--151907151907出願人出願人 :岡山県:岡山県

発明者発明者 :畑中唯史、有馬二朗:畑中唯史、有馬二朗

する知的財産権す 財産権

をN末端に有するジペプチド 及びその環化ジペプをN末端に有するジペプチド 及びその環化ジペプをN末端に有するジペプチド、及びその環化ジペプをN末端に有するジペプチド、及びその環化ジペプ

的合成法的合成法

法法

23

Page 24: アミノペプチダダゼを用いたダーゼを用いた 多様なジペプチ …...研究 構成アミノ 単体アミノ 単体のアミ 短鎖ペプチドの有用性 機能及び物性改善

産学連携産学連携•• 20072007年年--20102010年年 長瀬産業株式会社と有用酵長瀬産業株式会社と有用酵

•• 20082008年年--20092009年年 JSTJST地域イノベーション創出地域イノベーション創出ム平成ム平成2020年度「シーズ発掘試年度「シーズ発掘試

•• 20092009年年--20102010年年 JSTJST地域イノベーション創出地域イノベーション創出ム平成ム平成2211年度「シーズ発掘試年度「シーズ発掘試ム平成ム平成2211年度「シ ズ発掘試年度「シ ズ発掘試

•• 20102010年年-- おしどり薬局有限会社と好熱おしどり薬局有限会社と好熱

お問い合鳥取大学農学部 講師 有馬二朗

TEL 0857-31-5363, FAX 0857-

e-mail [email protected].

鳥取大学 産学 地域連携推進機構鳥取大学 産学・地域連携推進機構

知的財産管理運用部門長・教授 佐

TEL 0857-31-3000 FAX 0857-TEL 0857 31 3000, FAX 0857

e-mail [email protected]

携の経歴携 経酵素の共同開発を実施酵素の共同開発を実施

総合支援事業総合支援事業 重点地域研究開発推進プログラ重点地域研究開発推進プログラ試験(発掘型)」試験(発掘型)」に採択に採択

総合支援事業総合支援事業 重点地域研究開発推進プログラ重点地域研究開発推進プログラ試験(発掘型)」試験(発掘型)」に採択に採択試験(発掘型)」試験(発掘型)」に採択に採択

熱菌発酵技術の共同開発を実施熱菌発酵技術の共同開発を実施

合わせ先

-31-5363

.jp

構構

佐々木茂雄

-31-5474

24

31 5474

.jp