有機反応論研究室

生物を利用する有機合成 天然有機化合物生合成

研究内容

天然有機化合物の酵素合成

私たち人類は、植物や微生物がつくる天然由来の物質を医薬品や農薬、香料等として利用してきました。多大な恩恵の一方で、それらの多くは生産量が限定的/生産生物が希少である等のため供給に課題があります。私たちの研究室では、生物が有用物質を生産する際の設計図に相当するDNAを解析し、酵素遺伝子情報を利用した物質生産(=生合成)を検討しています。例えば、高い物質生産能を持つコウジカビに設計図を導入すると、複雑な有機化合物を効率的に合成させることができます。ひとたび設計図を解読することができれば、生産生物に依存しない化合物の供給が可能です。我々の成果は、有用物質の効率的な供給法として国内外で注目されています。

生合成における反応機構の解析

天然物質は、植物や微生物の細胞の中で起こる化学反応によって作られます。細胞の中で化学反応の触媒となるのが「酵素(タンパク質)」です。酵素が触媒する反応は、常温・常圧など穏やかな条件で進行し、余計な副産物を生成しないため、環境負荷の少ない合成法として注目されています。私たちの研究室では、酵素が触媒する精巧な反応の理解と応用を目指して、酵素の立体構造や反応メカニズムを解析しています。

生物が作る有用物質と遺伝子・酵素を利用した供給法
コウジカビ(右上)が合成した色素(右下)を抽出する様子(左)

研究室の特徴

私たちの研究室では、卒業研究のために配属された4年生の多くが総合化学院に進学して研究を続けます。北大理学部化学科出身の学生が多いですが、他大学や海外からも学生を受け入れています。学術的バックグラウンドが異なる教員が協力して研究活動をサポートしているため、研究活動を通じて、有機化学や遺伝子工学などの幅広い知識を習得可能です。また、学生が自らの研究内容について他研究者と議論できるよう、国際学会や国内学会での積極的な発表を推奨しています。卒業生の多くは、国内企業やアカデミアで活躍しています。