慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 1992年10月

  -

  2002年09月

  鐘淵化学工業（株）生物化学研究所（現ライフサイエンス研究所） ,研究員

• 2006年08月

  -

  2007年08月

  ドイツGreifswald大学（博士研究員）

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 1988年03月

  慶應義塾大学, 理工学部, 化学科

  大学, 卒業

• 1990年03月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 化学専攻

  大学院, 修了, 修士

• 1992年09月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 化学専攻

  大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 ／ 非表示 】

学位 【 表示 ／ 非表示 】

• 理学, 慶應義塾大学, 1992年09月

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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• ナノテク・材料 / グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学

• ナノテク・材料 / 生体化学 （微生物変換）

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• プラスチック分解菌

• 微生物

• 有機化学

• 遺伝子

• 酵素

著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• Dual Modification of Artificial Protein Cage

  Kawakami N., Nasu E., Miyamoto K., Methods in Molecular Biology, 2023年

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  Chemical modifications of proteins confer new functions on them or modulate their original functions. Although various approaches are developed for modifications, modifications of the two different reactive sites of proteins by different chemicals are still challenging. In this chapter, we show a simple approach for selective modifications of both interior and exterior surfaces of protein nanocages by two different chemicals based on a molecular size filter effect of the surface pores.

  • Access to Document (DOI)

• 基礎から学ぶケイミカルバイオロジー

  上村大輔、袖岡幹子、阿部孝宏、闐闐孝介、中村和彦、宮本憲二, 共立出版, 2016年

• Green Biocatalysis

  宮本 憲二, Wiley, 2016年

  担当範囲: Decarboxylation and racemization of unnatural compounds using artificial enzymes derived from arylmalonate decarboxylase

• 有機合成実験法ハンドブック

  宮本 憲二, 有機合成化学協会, 2015年12月

  担当範囲: 特殊環境からの新規酵素のスクリーニング

• Chemical Biology

  宮本 憲二, INTECH, 2012年02月

  担当範囲: 63-82

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Cross-species gene redesign leveraging ortholog information and generative modeling

  Akiyama M., Tashiro M., Huang Y., Uehara M., Kanzaki T., Itaya M., Kataoka M., Miyamoto K., Sakakibara Y.

  Nature Communications 17 （ 1 ）  2026年12月

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  Conventional approaches to heterologous gene expression rely on codon optimization, which is limited to swapping synonymous codons and fails to capture deeper adaptive changes. In contrast, naturally evolved orthologous genes include non-synonymous mutations, insertions, and deletions that confer functional adaptation to different host contexts. Here we present OrthologTransformer, a Transformer-based deep learning model that converts orthologous genes between species by learning from large-scale orthologous gene datasets. The model recapitulates evolutionary differences—from synonymous codon swaps to amino acid-changing mutations and indels—to predict coding sequences optimized for target species while preserving protein function. In extensive tests across diverse bacterial species pairs, the model’s context-aware gene designs more closely resembled native host orthologs, preserved protein functionality, and achieved superior expression yields compared to codon-optimized sequences. As proof of concept, an OrthologTransformer-redesigned PETase expressed in Bacillus subtilis showed robust activity, producing approximately 10-fold more reaction product than the codon-optimized enzyme, and achieving higher expression levels, thereby demonstrating improved enzyme performance via AI-guided gene design.

  • Access to Document (DOI)

• Mechanistic Elucidation and Stereochemical Consequences of Alternative Binding of Alkenyl Substrates by Engineered Arylmalonate Decarboxylase

  van der Pol E., Schlatzer T., Hoffka G., Di Geronimo B., Eder J., Schweiger A.K., Karava M., Gross D., Fischer R.C., Kracher D., Kazlauskas R., Miyamoto K., Kamerlin S.C.L., Breinbauer R., Kourist R.

  Journal of the American Chemical Society 147 （ 43 ） 39271 - 39283 2025年10月

  ISSN  00027863

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  The cofactor-free arylmalonate decarboxylase (AMDase) is a valuable biocatalyst for synthesizing α-aryl and α-alkenyl alkanoic acids with excellent stereoselectivity. We engineered a new hydrophobic pocket in (S)-selective AMDase mutants, creating AMDase ICPLLG with enhanced activity. For the investigation of the mechanism, we synthesized isotope-labeled, pseudochiral 2-methyl-2-vinyl malonate via an auxiliary-based asymmetric route using a chiral imidazolidinone to enable stereoselective bis-alkylation of malonates. Our results reveal striking substrate-dependent stereochemical behavior: AMDase ICPLLG decarboxylates prochiral aromatic malonates with retention of configuration at the α-carbon. The critical Cys residue adds a proton from the same face of the substrate as the leaving carboxylate. Interestingly, the same mutant decarboxylates the corresponding alkenyl malonate with inversion of configuration, i.e., with protonation from the opposite face. Kinetic isotope effect measurements and QM/MM metadynamics calculations suggest that alkenyl malonates adopt an alternative binding mode and undergo decarboxylation via a borderline concerted mechanism instead of a stepwise mechanism. This new pathway changes the stereochemical preference. We exploited this strategy to decarboxylate sterically hindered alkenyl malonates (substrates not converted by wild-type AMDase) with high stereoselectivity. The engineered hydrophobic pocket in (S)-selective AMDase mutants expands the substrate scope for synthesizing enantiomerically pure α-aryl and α-alkenyl butanoic acids. This work demonstrates a new approach (a mechanistic change) to engineer the substrate range and stereoselectivity of enzymes.

  • Access to Document (DOI)

• Fusion then fission: splitting and reassembly of an artificial fusion-protein nanocage

  Ohara N., Kawakami N., Arai R., Adachi N., Ikeda A., Senda T., Miyamoto K.

  Chemical Communications 60 （ 34 ） 4605 - 4608 2024年04月

  ISSN  13597345

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  A split-protein system is a simple approach to introduce new termini which are useful as modification sites in protein engineering, but has been adapted mainly for monomeric proteins. Here we demonstrate the design of split subunits of the 60-mer artificial fusion-protein nanocage TIP60. The subunit fragments successfully reformed the cage structure in the same manner as prior to splitting. One of the newly introduced terminals at the interior surface can be modified using a tag peptide and green fluorescent protein. Therefore, the termini could serve as a versatile modification site for incorporating a wide variety of functional peptides and proteins.

  • Access to Document (DOI)

• Thermally Reversible Gel-Sol Transition of Hydrogels via Dissociation and Association of an Artificial Protein Nanocage

  Nasu E., Kawakami N., Takamura S., Hotta A., Arai R., Miyamoto K.

  Biomacromolecules 25 （ 4 ） 2358 - 2366 2024年04月

  ISSN  15257797

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  Oligomeric protein nanocages often disassemble into their subunits and reassemble by external stimuli. Thus, using these nanocages as cross-linkers for hydrogel network structures is a promising approach to allow hydrogels to undergo stimuli-responsive gel-sol transitions or self-healing. Here, we report hydrogels that show a reversible gel-sol transition resulting from the heat-induced dissociation and reassociation of protein nanocages. The hydrogel contained the 60-mer artificial protein nanocage, TIP60, as a supramolecular cross-linker for polyethylene glycol network structures. The hydrogel showed a gel-to-sol transition upon heating at a temperature above the melting point of TIP60 and immediately returned to a gel state upon cooling to room temperature. During the heating and cooling treatment of the hydrogel, small-angle X-ray scattering analysis suggested the dissociation and reassociation of TIP60. Furthermore, we demonstrated redox-responsive cargo release from TIP60 in the hydrogel. These results showed the potential of TIP60 as a component of multi-stimuli-responsive hydrogels.

  • Access to Document (DOI)

• Alcanivorax bacteria as important polypropylene degraders in mesopelagic environments

  Koike H., Miyamoto K., Teramoto M.

  Applied and Environmental Microbiology 89 （ 12 ）  2023年12月

  ISSN  00992240

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  Plastics are causing serious problems in the sea and settling even to abyssal depths. Polypropylene (PP) is the second most common plastic product and thus would constitute a large fraction of plastics in the sea. The biodegradation of PP has not been clearly shown. In this study, Alcanivorax bacteria (mainly Alcanivorax borkumensis) were indicated to be enriched most abundantly on liquid PP and on its structurally similar branched alkane, pristane, in mesopelagic water. An Alcanivorax isolate probably of A. borkumensis showed the highest liquid PP-degrading activity among the isolates. These results indicate that Alcanivorax bacteria could be major degraders of PP in mesopelagic environments. Alcanivorax bacteria did not use liquid PP as the sole carbon and energy source. Short PP was preferentially degraded, and PP of all lengths appeared to be degraded. Liquid PP was degraded more efficientlyat 10°C than at 20°C, and correspondingly, higher concentrations of another carbon source were required at 10°C. Regarding the degradation of solid PP, an initial degradation sign, oxidation, was detected, but a weight loss of at least 1% was not detected. By using this study as a model, various PP-degrading microbes would start to be clarified.

  • Access to Document (DOI)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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• 消滅型生ごみ処理容器「キエーロ」と微生物叢の網羅的解析

  宮本, 憲二

  Keio SFC journal （慶應SFC学会）  23 （ 2 ） 14 - 30 2023年

  ISSN  13472828

• 難分解性プラスチック分解菌の探索とその機能を利用した加工・リサイクル技術の開発

  宮本, 憲二

  科学研究費補助金研究成果報告書 2022年

• 超好熱性酵素の活性部位を利用した熱駆動型反応の実現

  宮本, 憲二

  科学研究費補助金研究成果報告書 2014年

• 海洋シアノバクテリア由来の生体機能分子

  宮本, 憲二

  科学研究費補助金研究成果報告書 2014年

• 構造情報と機能・配列相関の統合による酵素機能の改変

  宮本, 憲二

  科学研究費補助金研究成果報告書 2012年

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

• A method to improve enzyme thermostability using support vector machines

  宮本 憲二

  Bio Industry 30 （ 8 ） 12 - 19 2013年08月

  記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 共著

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• PET樹脂を分解する酵素の発見と利用

  宮本 憲二

  慶應テクノモール （東京国際フォーラム） , 

  2017年12月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• PET樹脂を食べる微生物～その生い立ちと分解機構～

  宮本 憲二

  [国内会議]  化学最前線 （神奈川大学平塚キャンパス） , 

  2017年09月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• PET 分解菌の発見と分解機構の解析

  宮本 憲二

  [国内会議]  第１回慶應ライフサイエンスシンポジウム （慶應義塾大学協生館） , 

  2017年08月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• Thermally driven asymmetric decarboxylation using a thermostable esterase as a chiral space

  宮本 憲二

  [国際会議]  18th Japanese-German Workshop on Enzyme Technology, 

  2015年09月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• 酵素機能を合理的にデザインする

  宮本 憲二

  [国内会議]  公益社団法人　新化学技術推進協会ライフサイエンス技術部会・反応分科会　講演会, 

  2015年01月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

• 低分子化プラスチック分解菌をプラットフォームとしたサーキュラーエコノミーの創造

  2025年04月

  -

  2030年03月

  宮本 憲二, 基盤研究(A), 補助金,  研究代表者

• 難分解性プラスチック分解菌の探索とその機能を利用した加工・リサイクル技術の開発

  2018年04月

  -

  2023年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 宮本　憲二, 基盤研究(A), 補助金,  研究代表者

• 好熱性酵素の活性部位を不斉反応場とした熱駆動型反応の実現

  2016年04月

  -

  2017年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 宮本　憲二, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

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• スルホン酸エステル誘導体とその製造方法及びその利用法

  出願日： 国際出願特許ＷＯ９８／０５６３４  1998年 

  特許権, 共同

• トリアゾール誘導体の製造法

  出願日： 国際出願特許ＷＯ９５／２８３７４  1995年 

  特許権, 共同

• 芳香族ポリエステル分解酵素及び該酵素を用いた芳香族ポリエステル分解方法

  出願日： 特願2015-532867   

  特許権, 共同

• 光学活性4-(2-ハロ-1-ヒドロキシエチル)-2-トリフルオロメチルチアゾールの製造方法

  公開日： 日本特許　特開平07-170996  1995年 

  特許権, 共同

• （Ｒ）－４－（２－ハロ－１－ヒドロキシエチル）－２－トリフルオロメチルチアゾールの製造方法

  公開日： 日本特許　特開平07-265095  1995年 

  特許権, 共同

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

• 第1回イムラ・ジャパン賞

  2017年02月, 株式会社イム・ラジャパン

• 第1回イムラジャパン賞

  宮本憲二, 2017年02月, 株式会社イムラジャパン, PET分解酵素の活性向上に関する研究

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 化学・生命情報科学修士研究２

  2026年度

• 卒業研究

  2026年度

• 先端創薬科学

  2026年度

• 生命システム情報輪講２

  2026年度

• 基礎理工学課題研究

  2026年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 生化学

  慶應義塾大学理工学部

  2018年04月

  -

  2019年03月

• 分子細胞生物学の基礎

  慶應義塾大学理工学部

  2018年04月

  -

  2019年03月

• 自然化学実験

  慶應義塾大学理工学部

  2018年04月

  -

  2019年03月

• 生体反応論第2

  慶應義塾大学

  2018年04月

  -

  2019年03月

• 生物有機化学

  慶應義塾

  2017年04月

  -

  2018年03月

  , 

  春学期, 講義, 専任

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• Biocatalysis and Biotransformation

  2007年11月

  -

  継続中

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

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• 酵素工学研究会, 

  2010年04月

  -

  継続中

• 日本ケミカルバイオロジー学会, 

  2010年04月

  -

  継続中

• 生体触媒化学研究会, 

  2009年04月

  -

  継続中

• バイオインダストリー協会, 

  2007年10月

  -

  継続中

• 有機合成化学協会, 

  1992年04月

  -

  2014年03月

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2013年04月

  -

  2015年03月

  関東支部幹事, 日本農芸化学会

• 2012年04月

  -

  継続中

  ATP小委員会員, 日本化学会

• 2010年04月

  -

  継続中

  幹事, 新規素材探索研究会

• 2010年04月

  -

  継続中

  会員, 日本ケミカルバイオロジー学会

• 2010年04月

  -

  継続中

  会員, 酵素工学研究会

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