本研究では、微生物が有する天然化合物合成システムを模倣して、試験管内で非天然骨格を有する生理活性物質を合目的に合成するシステムを構築することを目的としている。本研究を開始するまでに我々が「分子コンビナート」として開発してきた複数種類の酵素をDNAナノ構造体上に配置した高効率な物質変換システムを応用し、様々な由来の酵素を組み合わせることでdnaナノ構造体上で人工代謝経路を構築する。本研究では、特にポリケチド合成酵素およびその関連の修飾関連酵素を組み合わせて非天然化合物を試験管内で高効率に創出できる「分子コンビナート」を創製する。
本年度は、複数種類の酵素を共有結合で安定に配置することができる直交性を有する「DNA結合性アダプター(共有結合型)」を開発し、3種類の酵素を実際に狙った位置に高収率で配置することに成功した。その研究過程において、4種類以上の酵素を配置するために必須となるDNA結合性アダプター(共有結合型)の拡張において、有効な戦略を見出すことに成功し、その戦略に基づいた新たなDNA結合性アダプター(共有結合型)の開発もおこなった。また、足場となるDNAナノ構造体を新たに設計し、酵素を1分子ずつ最大35分子同一DNAナノ構造体上に配置することができるようになった。さらにポリケチド合成酵素とDNA結合性アダプター(共有結合型)を融合したキメラ酵素を設計し、調製をおこない、分子コンビナートの調製に向けた準備を進めている。