東北大学 東北大学 大学院工学研究科・工学部 化学・バイオ系

バイオ工学専攻 バイオ工学専攻 - 応用生命化学講座 DEPARTMENT OF BIOMOLECULAR ENGINEERING - APPLIED LIFE CHEMISTRY

生命に学ぶものづくり

生命に学ぶものづくり

生命の進化の果てに獲得された巧妙な代謝制御機構を解き明かし,それを応用したものづくりを目指します.そのため,未解明の生化学反応を触媒する酵素を探索し,酵素を含むタンパク質複合体による高度な代謝制御機構を解明するとともに,その代謝ユニットを包括的に制御するための細胞内情報伝達機構を解明することで,新たな代謝工学戦略をデザインします.

生命に学ぶものづくり

主な研究テーマ

新規な生化学反応を触媒する酵素の探索と触媒の分子機構解明

植物や微生物は,環境ストレスに適応するため多様な化合物を合成しています.その中にはヒトに対し有用な生理活性を示すものも多く,代謝工学による高生産が望まれています.そこで,それらを合成する酵素を発見しその三次元構造を決定することで,触媒の分子機構を解明するとともに機能改変型酵素のデザインを行います.

新規な生化学反応を触媒する酵素の探索と触媒の分子機構解明
酵素複合体形成による高度な代謝制御機構の解明

同一の代謝経路における複数の酵素の複合体形成は、細胞内の代謝機能の高効率化に寄与していると考えられています。そこで、私たちは代謝酵素の活性制御に関わると予想される相互作用タンパク質の単離・機能解析を行い、微生物や植物培養細胞を用いた代謝工学の高効率化を行っています。

酵素複合体形成による高度な代謝制御機構の解明
代謝を制御する細胞内情報伝達機構の解明

生物は,細胞内外の刺激情報を受容・変換し伝達することで,必要とされる化合物の代謝経路の酵素群や調節タンパク質等の量を遺伝子発現レベルで調節しています.その巧妙かつ複雑な細胞内情報伝達機構を解明し,それを人為的に制御することで,特定の化合物を大量に生合成・蓄積可能な植物や微生物を創出します.

代謝を制御する細胞内情報伝達機構の解明