改良酵素でGABAを高効率生産
研究成果が国際化学雑誌『ChemBioChem』誌の表紙に採択

γ-アミノ酪酸（GABA）は、トマトや発芽玄米などに含まれているアミノ酸の一種であり、ストレス緩和、血圧改善、睡眠の質改善などの機能性成分として知られています（図１）。GABAを含む多くの食品・加工食品が、特定保健用食品・機能性表示食品として認可されています。また、ゲノム編集食品として初めて承認された「高GABAトマト」も、GABAの含有量を高めることでトマトの商品価値を高めたものです

大学院薬食生命科学総合学府食品栄養科学専攻博士後期課程3年の髙木啓詞さん、中野祥吾准教授、伊藤創平准教授らは、グルタミン酸脱炭酸酵素（GABA合成酵素）の改良を行い、アミノ酸の１種であるL-グルタミン酸（L-Glu）から、GABAを簡便、迅速に合成する方法を構築しました。
GABA合成酵素は様々な植物や微生物に広く存在している酵素です。GABAを迅速に合成するためには、グルタミン酸を素早く脱炭酸する必要があり、天然に存在するGABA合成酵素では性能が不十分でした。そこで本研究では、GABA合成酵素の性能を改善するために、バイオインフォマティクスを活用しました。具体的には、大量のアミノ酸配列情報を解析して得られた情報を基に、酵素としての機能が向上が期待される変異を、GABA合成酵素に導入しました。変異が導入されたGABA合成酵素の性質を調べた所、酸や熱に対しての安定性が高くなり、活性も向上している事がわかりました。改良されたGABA合成酵素を用い、GABAの生産試験を行いました。結果、高純度のGABAの合成を、簡便かつ低コストで実現しました（図2）。

本研究成果は、Wiley-VCH社の国際化学雑誌『ChemBioChem』の表紙に選ばれ、11月5日付けで電子版が掲載されました。

＜掲載された論文＞
Design of a full-consensus glutamate decarboxylase and its application to GABA biosynthesis
Hiroshi Takagi, Kohei Kozuka, Kenta Mimura, Shogo Nakano, Sohei Ito

＜論文表紙＞
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbic.202100586
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