The study on inclusive catalytic reaction mechanism of the enzymes used for rare sugar production on the basis of X-ray structures in complexes with rare sugars

• Project/Area Number: 25440028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: Yoshida Hiromi 香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10313305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KAMITORI SHIGEHIRO 香川大学, 総合生命科学研究センター, 教授 (00262246) ; YOSHIHARA AKIHIDE 香川大学, 希少糖研究センター, 助教 (40548765)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): IZUMORI KEN 香川大学, 農学部, 名誉教授 (80035998)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: X線結晶構造解析 / 単糖異性化酵素 / 希少糖 / L-リボースイソメラーゼ / D-タガトース 3-エピメラーゼ / 触媒反応機構 / 酵素・基質複合体 / 微小重力環境タンパク質結晶化 / Ｘ線結晶解析 / Ｌ-リボースイソメラーゼ

Outline of Final Research Achievements

X-ray structures of L-ribose isomerase from Acinetobacter sp. and Cellulomonas parahominis were determined. On the basis of the wild-type and mutant form structures in complexes with rare sugars, catalytic reaction mechanism of L-RI including ring-opening mechanism of sugar was proposed. Furthermore, mutant structure analysis supported the essentiality of tetramer formation of L-RI for its enzymatic activity.

Research Products

• [Journal Article] Essentiality of tetramer formation of Cellulomonas parahominis L-ribose isomerase involved in novel L-ribose metabolic pathway. (2015)
  • Author(s): Yuji Terami, Hiromi Yoshida, Keiko Uechi, Kenji Morimoto, Goro Takata, Shigehiro Kamitori
  • Journal Title: Applied Microbiology and Biotechnology Volume: - Issue: 15 Pages: 6303-6313
  • DOI: 10.1007/s00253-015-6417-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] X-ray structure of a novel L-ribose isomerase acting on a non-natural sugar L-ribose as its ideal substrate. (2014)
  • Author(s): Yoshida H., Yoshihara A., Teraoka M., Terami Y., Takata G., Izumori K., Kamitori S.
  • Journal Title: FEBS J. Volume: 281 Issue: 14 Pages: 3150-3164
  • DOI: 10.1111/febs.12850
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 希少糖生産酵素Arthrobacter 属由来 D-プシコース 3- エピメラーゼの結晶化およびX 線結晶解析 (2016)
  • Author(s): 吉田裕美、吉原明秀、大谷耕平、秋光和也、何森健、神鳥成弘
  • Organizer: 2016年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター、札幌
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] 宇宙空間で得られた希少糖生産酵素D-tagatose 3-epimerase 変異酵素の結晶とデオキシ希少糖との複合体構造 (2015)
  • Author(s): 吉田裕美，吉原明秀，田仲広明，伊中浩治，古林直樹，山田貢, 太田和敬, 何森健，神鳥成弘
  • Organizer: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: あわぎんホール、徳島
  • Year and Date: 2015-06-24
• [Presentation] 希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii D-タガトース 3-エピメラーゼとデオキシ希少糖との複合体のＸ線結晶解析 (2015)
  • Author(s): 吉田裕美，吉原明秀，石井知彦，何森健，神鳥成弘
  • Organizer: 第56回日本生化学会中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 島根大学大学会館 （松江キャンパス）、松江
  • Year and Date: 2015-05-30
• [Presentation] 希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii由来 D-タガトース 3-エピメラーゼの変異酵素を用いた糖アルコールおよびデオキシ希少糖との複合体構造解析 (2015)
  • Author(s): 吉田裕美，吉原明秀，石井 知彦，何森健，神鳥成弘
  • Organizer: 2015年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] Cellulomonas parahominis 由来L-リボースイソメラーゼの基質複合体構造解析および四量体形成の必要性の解明 (2015)
  • Author(s): 寺見 優司、上地 敬子、森本 兼司、吉田 裕美、神鳥 成弘、高田 悟郎
  • Organizer: 2015年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] X-ray structure analysis of Acinetobacter sp. L-ribose isomerase for metabolizing non-natural sugar L-ribose (2014)
  • Author(s): Hiromi Yoshida, Akihide Yoshihara, Misa Teraoka, Yuji Terami, Goro Takata, Ken Izumori and Shigehiro Kamitori
  • Organizer: FEBS-EMBO 2014
  • Place of Presentation: Paris (France)
  • Year and Date: 2014-09-02
• [Presentation] Crystal structure of L-ribose isomerase from Cellulomonas parahominis MB426 (2014)
  • Author(s): Yuji Terami, Hiromi Yoshida, Kiko Uechi, Goro Takata, Shigehiro Kamitori
  • Organizer: 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
  • Place of Presentation: Montreal (Canada)
  • Year and Date: 2014-08-07
• [Presentation] 宇宙空間を利用した希少糖生産酵素の結晶化 (2014)
  • Author(s): 吉田裕美，吉原明秀，寺岡美沙，林順司，田仲広明，伊中浩治，太田和敬, 何森健，神鳥成弘
  • Organizer: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ワークピア横浜、横浜産貿ホールマリネリア（横浜）
  • Year and Date: 2014-06-25
• [Presentation] 希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来 L-リボースイソメラーゼのX線結晶構造解析
  • Author(s): 吉田裕美，吉原明秀，寺岡美沙，何森健，神鳥成弘
  • Organizer: 2014年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 明治大学（生田）
• [Remarks] 香川大学総合生命科学研究センター分子構造解析研究部門ホームページ
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/