1992 Fiscal Year Annual Research Report
ピリドキサル依存性及び非依存性アミノ酸ラセマーゼの構造と機能に関する比較研究
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04680188
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
江崎 信芳 京都大学, 化学研究所, 助教授 (50135597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平澤 敏子 京都大学, 化学研究所, 教務職員 (80238352)
吉村 徹 京都大学, 化学研究所, 助手 (70182821)
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| Keywords | アラニンラセマーゼ / 低基質特異性ラセマーゼ / ヒドロキシプロリンエピメラーゼ / グルタミン酸ラセマーゼ / アスパラギン酸ラセマーゼ / ピリドキサルリン酸 |
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| Research Abstract |
アミノ酸ラセマーゼは細菌細胞壁の必須構成成分であるD-アラニン、D-グルタミン酸等のD-アミノ酸の生合成に直接関与しており、真正細菌にとっては極めて重要な酵素である。アミノ酸ラセマーゼにはアラニンラセマーゼのように補酵素としてピリドキサルリン酸を要求するものと、グルタミン酸ラセマーゼのように補酵素、補因子を全く要求しないものの2種類がある。α-アミノ酸のラセミ化という同じタイプの反応を触媒するこれら2種類の酵素の触媒機構がそれぞれどのように異なるのかを比較することは酵素学的見地から極めて意義深い。本研究では、両タイプの酵素の構造や機能を調ベ、両者のそれぞれを比較することによってアミノ酸のラセミ化触媒の機構を総合的に解明することを目的としている。本年度は、ピリドキサルリン酸に依存するBacillus stearot hermophilusの耐熱性アラニンラセマーゼについて、ピリドキサルリン酸を結合する活性中心^<39>LysをAlaに置換した変異酵素を作製し、精製すると共に、その酵素化学的諸性質を調ベた。特に、本変異酵素のピリドキサルリン酸との複合体の分光学的諸性質、β-クロロアラニンとの反応性を解析した。また、同じくピリドキサルリン酸依存性のPseudomonas putidaの低基質特異性アミノ酸ラセマーゼについて、遺伝子クローニングを行い、クローン株より本酵素を精製すると共に、酵素化学的諸性質、副反応であるアミノ基転移反応における水素転移の立体化学、触媒機構を解析した。一方、ピリドキサルリン酸非依存性のグルタミン酸ラセマーゼ及びアスパラギン酸ラセマーゼについては、各種SH試薬を用いて活性に必須なシステイン残基の反応性を調ベた。また、4-ヒドロキシプロリンエピメラーゼについては、土壌より単離した好熱性細菌より本酵素を均一状態に精製すると共に、その酵素化学的性質、特に耐熱性タンパク質としての特性を明らかにした。
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[Publications] Soo-Young Choi: "Reaction Mechanism of Glutamate Racemase,A Pyridoxal Phosphate-Independent Amino Acid Racemase" Journal of Biochemistry. 112. 139-142 (1992)
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[Publications] Jerong Weon Huh: "Synthesis of L-Proline from The Racemate by Coupling of Enzymatic Enantiospecific Oxidation and Chemical Non-Enantiospecific Reduction" Journal of Fermentation and Bioengineering. 74. 189-190 (1992)
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[Publications] Tohru Yoshimura: "Structure and Function of Alanine Racemase" Bulletin of the Institute for Chemical Research,Kyoto University. 70. 378-384 (1992)
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[Publications] Jeong Weon Hush: "Total Conversion of Racemic Pipecolic Acid into the L-Enantiomer by a Combination of Enantiospecific Oxidation with D-Amino Acid Oxidase and Reduction with Sodium Borchydride" Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry. 56. 2081-2082 (1992)
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[Publications] Nobuyoshi Nakajima: "Purification and Characterization of Aldehyde Reductase from Leuconostoc dextranicum" Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry. 57. 160-161 (1993)
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[Publications] Takashi Tamura: "Synthesis and Characterization of the Selenium Analog of Glutathione Disulfide" Analytical Biochemistry. 208. 151-154 (1993)
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[Publications] Kenji Soda: "Proceedings of the 1st International Congress on Vitamins and Biofactores in Life Science in Kobe, 1991" Center for Academic Purificatons Japan, 606 (1992)
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[Publications] Nobuyoshi Esaki: "Proceedings of the 1st International Congress on Vitamins and Biofactores in Life Science in Kobe, 1991" Center for Academic Purificatons Japan, 606 (1992)
