Mechanism of quinolone formation by hemocyanin-like enzyme cyclopenase
| Project/Area Number |
19K15757
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 酵素反応 / ヘム / 新規化合物 / 糸状菌二次代謝 / 基質選択性 / シクロペナーゼ / 反応機構 |
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| Outline of Research at the Start |
シクロペナーゼはヘモシアニンという酸素運搬タンパク質に類似したアミノ酸配列を有していながら化合物の骨格変換を担っている酵素である。シクロペナーゼはなぜ類似タンパク質と全く異なる機能を有するようになったのか。その原因を解明するのが本研究の目的である。これまでの研究で、ヘモシアニンには存在しないヘム結合ドメインが何らかの形でシクロペナーゼの機能に関わっていることが示唆されている。そこで、変異体酵素のⅩ線結晶構造解析など基質とタンパク質の相互作用を調べる方法や速度論的な解析を軸にしてシクロペナーゼ中でヘム結合ドメインの果たしている役割を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We recently reported that hemocyanine-like enzyme cyclopenase converts cyclopenin to viridicatin. Why does cyclopenase show such activity? One reason is the difference of metal ion in active sites and another one is the heme-binding domain present only in cyclopenase. In this work, we tried to elucidate the role of heme-binding domain in cyclopenase.
Reducing the content of heme in cyclopenase AsqI clearly decreased the reaction rate but not the affinity to substrate, suggesting that heme-binding domain is not related to substrate binding. Mutation at either metal-binding domain or heme-binding domain abolished enzyme activity, however, mixture of both mutants converted cyclopenin to viridicatin. Cyclopenase from Aspergillus lentulus showed enzymatic activity despite mutation at heme-binding domain. These findings indicated that heme-binding domain is involved in regulation of cyclopenase.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では酸素運搬タンパク質とシクロペナーゼの違いの一つであるヘム結合ドメインがどのようにして機能しているかを明らかにするべく実験を行った。本研究期間では完全な解明には至っていないが研究を突き詰めて酵素活性の違いを生む要因を明らかにすることで、タンパク質に新しい機能を与えるための知見が得られる。これにより、将来的に望みの活性を有する新規酵素を創出できるようになると期待できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
