炭素六員形成を行う酵素の反応機構解析に関する化学的および遺伝子工学的アプローチ

• Project/Area Number: 08780540
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioorganic chemistry
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 山内 敬明 山形大学, 教育学部, 講師 (30242259)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 二次代謝 / 酵素反応機構 / 2-デオキシストレプタミン / 標識化合物

Research Abstract

1 アミノ配糖体抗生物質の一群に特徴的な2-デオキシストレプタミンの生合成の重要中間体である2-デオキシ-scyllo-イノソースの合成酵素に関し、放線菌Streptomyces fradiaeで解析を行った反応機構が、他種であるブチロシン生産菌Bacillus circulansにあてはまるかについて酵素の精製を試み、また標識化合物による反応機構の解析を行った。Streptomyces fradlaeでの実験より若干安定な酵素画分が得られており、現在さらに精製を検討している。また標識化合物による反応機構の解析は、基質グルコース-6ーリン酸4位の酸化還元反応を含む多段階反応が単一酵素により進行し生成することを強く示唆する先の実験と同様の結果を得た。
2 2-デオキシ-scyllo-イノソース合成酵素の基質のわずかな官能基の変化が反応にどのような影響を及ぼすかを検討するため、2-および3-デオキシ糖のリン酸エステルを合成し、また対応する生成物の標品を合成して、生成物を直接観察することにより酸素反応を追跡した。2-ならびに3-デオキシ糖では通常基質の数%が変換されることを観測した。これは基質2,3位水酸基は基質認識には関与するが、反応そのものには関係しないことを示し、やはり基質4位の酸化が反応の引き金となっていることを示唆している。今後、酵素の関与に関して予想中間体に関連する化合物そのものの化学的性質の検討が必要と思われる。
なお遺伝子操作に関する実験は、申請者の異動に伴い手続きの問題から計画はしていたものの行うことができなかった。