東京大学大学院薬学系研究科The University of Tokyo― 96 ―Steroid compounds, characterized by a 6/6/6/5-ring structure, exhibit diverse physiological activities. For example, steroid hormones are crucial for maintaining biological homeostasis. To derivatize these steroid compounds, enzymatic modification is used to modify inactive sp3 carbons in steroids. This study focuses on α-ketoglutarate (α-KG) dependent oxygenases, aiming to utilize them for modification of biologically active compounds. The enzyme reaction of an α-KG dependent oxygenase TlxI-J from Talaromyces purpureogenus with steroid hormones generated various oxidized steroids derivatives. Furthermore, mutagenesis studies of the active site of TlxI-J, inspired by the halogenase enzyme, have allowed the introduction of azides or NCO- into the steroids. Directed evolution of TlxI-J to the NCO-insertion reaction yielded a TlxI-J Mut1 with a 3-fold increase in activity. This study demonstrates the potential of enzymatic modification for diversifying steroid compounds and highlights the role of α-KG dependent oxygenases in synthetic biology.Abstractはじめにステロイド化合物は，特徴的な6/6/6/5-四環構造を持ち，多様な生理活性を示す．特に，ステロイドホルモンなどは生物が生体恒常性を保つ上で非常に重要な化合物の一種であるため，医薬品資源としても重要視されている（図１）．ステロイドの位置，立体選択的な修飾反応は構造多様性の構築，水溶性の向上，活性の増強などの点から様々な検討がなされている．しかしながら，ステロイド化合物のC-H結合の活性化および位置特異的な化学的修飾反応はいまだに困難である．その解決方法の一つとして，酵素を利用した修飾が検討されている．ステロイドの誘導体化においては主に，シトクロムP450オキシゲナーゼ（P450）やriske酸素酵素などが多く用いられており，酵素を利用することで部位選択的，立体選択的な水酸化や不飽和化が達成されている1)．本研究では，それらとは異な創薬を指向した二次代謝酵素の機能改変と応用Functional Modification and Applications of Secondary Metabolite Enzymes Targeting Drug Discovery森 貴裕Takahiro Mori
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