News Letter(March, 2014)

SPACC ニュースレター（２０１４年 3 月号）
内容◎本会会員が主催するシンポジウム、セッション等

第 94 回日本化学会春季年会

特別企画「次世代の創薬技術開発に向けた医工薬連携」◎

本会会員が主催するシンポジウム、セッション等○ SFRRI2014○ 第 4 回ポルフィリン-ALA 学会年会のご案内◎

研究紹介
八波 利恵（東工大）
竹口 昌之（沼津高専）
杉森 大助（福島大）

◎

本会会員が主催するシンポジウム、セッション
2014 年 3 月 27 日(木)~30 日(日)に名古屋大学で開催される日本化学会春季年会において、本研究会所属の中井および松村による特別企画が採択され、開催が決定致しました。概要およびプログラムは以下のようになっております。年度末のお忙しい時期ではありますが、春季年会の初日午後の開催となりますので、皆様お誘い合わせの上、是非ご参加くださいますようお願い申し上げます。
第９４回日本化学会春季年会 特別企画
「次世代の創薬技術開発に向けた医工薬連携」
場所：名古屋大学東山キャンパス SA 会場（法経本館共用館 第２講義室教室）
日時：2014 年 3 月 27 日(木)１３時３０分より

概要：
昨今、基礎研究の進展により創薬に関わる技術の進歩が著しい。これら技術を効率的に創薬へと活かすためには、基礎から臨床への切れ目のない研究開発体制の構築、つまり、産学官が連携して化学・生物学・薬学・医学の垣根を越えて技術融合をはかることが不可欠である。そこで本企画では、化合物の創製技術をはじめとして、DDS技術、イメージング技術、細胞評価技術、iPS 細胞利用等の化学分野にとらわれない複合領域の最前線で活躍する先生方からの情報発信を行うことにより、産官学の連携による Quality of Life (QOL)向上を目指した次世代の創薬技術開発のきっかけとしたい。
プログラム
13:30− 趣旨説明（関大化学生命工）中井 美早紀
座長（東工大）大倉 一郎
13:35− キラリティーを色で見分ける共役系ポリマーの開発
覚知豊次（北大院 工学研究科）

14:05− PET イメージング技術開発と創薬応用
西村伸太郎（アステラス製薬 バイオイメージング研究所）

座長（奈良先端大）矢野 重信
14:35− ドメインスワッピングによるヘムタンパク質多量体の形成と細胞毒性
廣田俊（奈良先端大物質創成科学研究科）

15:05− 創薬スクリーニングに向けた細胞機能評価：
集光レーザービームの光摂動を用いたアプローチ
細川千絵(産総研健康工学研究部門)

座長（味の素製薬株式会社）奥住 竜哉
15:35− 創薬研究におけるヒト iPS 細胞の可能性
浅見座長（東工大院）松村麻乃（武田薬品工業 医薬研究本部基盤技術研究所）

有里子

16:05− 細胞内の温度を測る
内山 聖一（東大院薬学系研究科）
世話人
中井美早紀（関西大学・nakai@kansai-u.ac.j）
松村有里子（東京工業大学・matsumura@bio.titech.ac.jp）
奥住竜哉（味の素製薬株式会社

創薬研究所）

◎

本会会員が主催するシンポジウム、セッション等
詳細は http://www.sfrri2014.org/をご覧下さい。

第 4 回ポルフィリン-ALA 学会年会のご案内

平素はポルフィリン-ALA 学会に多大なる御尽力を賜り、心より御礼申し上げます。
さて、第 4 回ポルフィリン-ALA 学会の開催が下記の通り決定いたしました。年度初めのお忙しい時期かと存じますが、奮ってのご参加をお願い申し上げます。また、年会の中で、ポルフィリン-ALA 学会の総会も併せて開催させていただきます。今後の活動方針等も議論できればと存じます。尚、参加登録・予稿原稿の提出等は後日連絡させていただきます。

記

第 4 回ポルフィリン-ALA 学会年会
日時：平成 26 年 4 月 26 日（土）10：00〜
場所：ニチイ学館

神戸ポートアイランドセンター

住所：〒650-0047

神戸市中央区港島南町 7-1-5

参加費：正会員 3,000 円（非会員 5,000 円）、学生会員 1,000 円、懇親会 4,000 円
以上

ポルフィリン-ALA 学会会長

大倉一郎

〜連絡先〜
小倉俊一郎

東京工業大学〒226-8501

生命理工学研究科
横浜市緑区長津田町 4259 B-102

Phone/Fax: 045-924-5845
e-mail: sogura@bio.titech.ac.jp

◎研究紹介高度好塩性古細菌が生産するカロテノイド：バクテリオルベリン
東京工業大学

大学院生命理工学研究科
八波利恵（要旨）高度好塩性古細菌は、炭素数 50 のカロテノイド、バクテリオルベリン（BR）を生産している。BR は β-カロテンに比べて極めて高いラジカル消去能を有していた。
好塩菌とは、その名の通り塩を好む生物の総称であり、最適増殖塩 (NaCl) 濃度によって、 非好塩菌（最適増殖塩濃度：0-0.2 M）、低度好塩菌（0.2-0.5 M）、中度好塩菌（0.5-2.5 M）、高度好塩菌（2.5–5.2 M）にわけられる。この分類によると、大腸菌や大部分の土壌細菌は非好塩菌、海洋細菌は低度好塩菌、そして、死海など塩湖に生育する微生物は高度好塩菌に分類され、そのほとんどは古細菌である。高度好塩性古細菌のコロニーは赤色を呈しており、カロテノイドを生産している。カロテノイドは、高い抗酸化活性を有するため、様々な生理活性が報告されている。しかしながら、高度好塩性古細菌が生産するカロテノイドの生理的役割および生合成経路はほとんど明らかになっていない。
筆者らは、石川県塩田より三角形平板状の形態を有する高度好塩性古細菌
Haloarcula japonica を分離している。本菌も赤色を呈しており、生産するカロテノイドを同定した結果、炭素数 50 のバクテリオルベリン (BR) （図）を生産していることがわかった。BR のラジカル消去能を 2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル、DPPHを用いて測定したところ、β-カロテンに比べて極めて高いラジカル消去能を有することが明らかとなった。カロテノイドのラジカル消去能は、共役二重結合数が多いほど高くなるといわれている。そのため、共役二重結合数 13 の BR が 共役二重結合数11 の β-カロテンよりも著しく高いラジカル消去能を発揮したと考えられた。現在、
Ha. japonica の各種変異体の解析により BR の生合成機構の解明を進めている。その結果をもとに、高い抗酸化活性を有する新規カロテノイドの合成などへと研究を進めていきたいと考えている。また、Ha. japonica のゲノム解析から本菌のゲノム上には様々な新規機能性タンパク質が存在することが明らかとなってきた。このうち、走気性トランスデューサー htr8 は新規なヘムを含むトランスデューサーであることが示唆されている。これまで、高度好塩性古細菌が工学応用された例は少ないが、新規なカロテノイド合成および新規なヘムタンパク質の創製など、まだまだ多くの研究シーズを有していると筆者は確信する（なお、BR のラジカル消去能は、本会会員であり本学講師の松村有里子先生の協力を得て測定した）。
連絡先（e-mail）：yatsunami.r.aa@m.titech.ac.jp

捨てるものはない．すべて資源だ！
沼津工業高等専門学校

物質工学科

竹口昌之

要旨：本研究室では「捨てるものはない．すべて資源だ！」を合い言葉に，廃棄バイオマスの有効利用を目指した研究を行なっている．炭鉱メタンガス，馬鈴薯でん粉工場廃水，製紙廃棄物（ペーパースラッジ）など「処分されるごみ」を「資源」に替える技術を開発している．
学生時代，大倉一郎先生（東京工業大学名誉教授）から酵素を利用したメタンからメタノールを生産するテーマを頂いた．博士課程では，その主役となる酵素，膜結合型メタンモノオキシゲナーゼ(pMMO)の活性部位に関する研究に取り組ませて頂いた．本酵素は二核銅含有アルカン酸化酵素1であり，当時は（今もそうであるが）生物無機化学の魅力にはまり込んでいた．その後，学位取得と同時に現在の職場である高専に赴任し，研究の視点が「酵素」から「処理されるメタンをいかに有効に使うか」に変わった．この視点を与えて下さったのが恩師であり，上司であり，共同研究者である蓮實文彦先生（沼津高専）である．沼津高専では大倉先生と蓮實先生のご指導を頂きながら，メタンからメタノールを生産すること2に加え，大阪ガス(株)様との共同研究にてメタンから生分解性プラスチックを生産する技術を開発した3．このような研究を進めていると，様々な企業等から研究のネタを頂くようになった．小清水町農業協同組合様（北海道斜里郡）から馬鈴薯でん粉工場廃水悪臭対策の研究テーマを頂いた．蓮實先生曰く「捨てるものはない．すべて資源だ！」の号令の基，悪臭の原因究明，“費用のかかる処理”ではなく“利益を生む技術開発”をおこなった．現在，でん粉工場に悪臭の原因であったタンパク質を酸処理により回収するプラントが設置され，悪臭の問題は解決された．加えて，回収されたタンパク質はでん粉粕および小麦ふすまと混合され，高タンパク質飼料として利用されている4．
今回，松村有里子先生（東京工業大学）より分野にとらわれない話題を提供する事で皆様のご研究のヒントとなるとの理由で執筆の機会を与えて頂いた．ここまで行ってきた研究の回想録になってしまったが，大倉先生と蓮實先生から研究の進め方についてご指導頂いたこと，生涯ライフワークとなる研究テーマの種を頂いたことは本当に幸せであり，大変感謝している．
連絡先（e-mail）：takeguch@numazu-ct.ac.jp

本酵素に関する最新の研究は本会 News Latter, January, 2014 に掲載された宮地輝光先生の研究紹介を参考
日刊工業新聞“５５℃でメタンからメタノールを作る新細菌”2003-11-18.
3 大阪ガス(株)．プレスリリース“メタンを原料としたリサイクル可能な生分解性プラスチックの高性能化および連続生産の技術を開発しました”2005-02-18. https://www.osakagas.co.jp/company/press/pr_2005/050218.html, (参照2014-02-16)
4 (独)農畜産業振興機構，“ばれいしょでん粉工場排水の有効利用”2011-06-10.
http://www.alic.go.jp/joho-d/joho08_000077.html，（参照 2014-02-16）12

アミンオキシダーゼの基質認識メカニズムの解明を目指して
福島大学

理工学群

共生システム理工学類
杉森大助

要旨：スクリーニングにより、糸状菌 Syncephalastrum racemosum の細胞質画分に既知アミンオキシダーゼ（AOX）とは異なる基質特異性を持つ新規 AOX を見出した。本酵素は、約 70 kDa のポリペプチド鎖からなるホモ２量体で、エタノールアミンに対して高い触媒効率（kcat/Km）を示したことから既知 AOX とは基質特異性が明らかに異なるものであった。現在、基質認識メカニズム解明を目指した研究を進めている。
約 1,600 菌株を対象にスクリーニングを行った結果、糸状菌 S. racemosum の細胞質画分に目的酵素（SrAOX）の存在を見出した。本酵素は約 70 kDa のポリペプチド鎖からなるホモ２量体で、エタノールアミン（EA）、ヘキシルアミン等の 1 級アミンに対して高い活性を示す primary-amine oxidase [EC 1.4.3.21]であることがわかった。既知 Arthrobacter 属由来 AOX（ArAOX）はフェニルエチルアミンやチラミン等の芳香族アミンに対する活性が高いことから、SrAOX の基質特異性は既知酵素と大きく異なっていた。EA を基質とした場合、本酵素は pH 7.2、45ºC において最大活性を示し、Km=0.26 mM、Vmax= 26 µmol/min/mg-protein であり、既知酵素に比べて Km 値は約1/50 と EA に対する親和性が高いことがわかった。cDNA クローニングにより、SrAOX遺伝子（orf; 2,052 bp）と 683 アミノ酸を解読した。BLAST 検索により、SrAOX のアミノ酸配列は既知 AOX と類似性を示し、Rhizopus delemar AOX と高い相同性（56%）
を示した。また、銅 AOX に共通する２つのモチーフ配列（銅結合部位 HHQH、補酵素トパキノンに変換されるチロシン残基を含む活性部位 NYD/EY）が存在した。大腸菌
AOX を鋳型として立体構造予測を行った結果を図１に示す。
大腸菌 AOX と構造を比較すると、特に基質結合部位および活性中心と予想される部位において明らかな違いがあると予想できた。この差異が基質特異性の違いになっているものと推察される。大腸菌を用いてSrAOX を活性型として過剰発現に成功しており、現在 X 線結晶構造解析を行うために結晶化条件を検討している。

図１．SrAOX の立体構造予測モデルと触媒反応

連絡先（e-mail）：sugimori@sss.fukushima-u.ac.jp