新規触媒開発のためのリグニン特異的芳香環解裂酵素のアミノ酸配列の解析

• Project/Area Number: 08876032
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 林産学
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 片山 義博 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (10214339)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1996: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: リグニン分解 / 土壌微生物 / sphingomonas paucimobilis / オキシゲナーゼ / 遺伝子構造 / アミノ酸配列 / リグニン芳香環解裂 / リグニンビフェニル構造

Research Abstract

本研究は、Sphingomonas paucimobilis SYK-6のリグニン芳香環解裂に関与するプロトカテク酸4,5-ジオキシゲナーゼと、リグニン・ビフェニル特異的環解裂酵素に着目して、類似した反応機構を持つが基質特異性の特異性の異なる2種類のリグニン特異的環解裂酵素のアミノ酸配列情報を明らかにして比較検討することで両酵素の基質特異性を決定している要因を探る事を目的として実施した。
本研究の結果 リグニン・ビフェニル分解酵素(LigZ)が単一のポリペプチド鎖から構成される酵素であるのに対し、プロトカテク酸4、5-ジオキシゲナーゼ(LigA,B)は大小2このポリペプチド鎖で構成される酵素である事、また両酵素の基質特異性は共通性が低い事が明らかになった。さらに本研究では、リグニン・ビフェニル分解酵素(LigZ)のアミノ酸配列に類似した一次構造を有するタンパク質をコンピューターで検索した。高い類似性を示すタンパク質はデータバンクから見いだすことが出来なかったが、低い類似性を示す物としてプロトカテク酸4、5-ジオキシゲナーゼ(LigA,B)のLigBサブユニット(大サブユニット)が検索されてきた。両ポリペプチド鎖の類似性は21%であり、この結果から、リグニン・ビフェニル分解酵素(LigZ)の200番目から254番目のアミノ酸領域が、プロトカテク酸4、5-ジオキシゲナーゼ(LigA,B)のLigBサブユニット(大サブユニット)の147番目から195番目領域と類似性がかなり高い事が明らかになった。この領域が酵素反応機構の共通性を支える領域である可能性が高く、両者は進化的に保存された領域を持つことが明かとなった。