芳香族L-アミノ酸デカルボキシラーゼの構造と機能相関の解明

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08770093
• Research Institution: Osaka Medical College
• Principal Investigator: 石井 誠志 大阪医科大学, 医学部, 助手 (10247851)
• Keywords: アミノ酸脱炭酸酵素 / ピリドキサールリン酸 / 部位特異的アミノ酸残基置換 / 活性中心 / L-ドーパ / ドーパミン

Research Abstract

芳香族アミノ酸脱炭酸酵素(AADC)におけるPLP結合リジンを同定するためにNaBH_4で還元固定を行った酵素のペプチドマッピングを行うことにより、Lys303が補酵素ピリドキサールリン酸(PLP)とシッフ塩基を形成しているアミノ酸残基であることを証明した。
多くのPLP酵素ではPLPとアルドイミンを形成しているリジン残基は基質のアミノ酸のα-プロトンを活性化する塩基としての役割が考えられているが、脱炭酸酵素においてはα-プロトンの活性化を経ずに触媒反応がおこるためにPLP結合リジンの役割は不明であった。そこで、この点を明らかにするためにLys303をAlaに置換した変異体酵素K303Aの詳細な解析を行った。
K303Aと基質ドーパの反応を行い分光学的、分析化学的に解析したところ定量的にPLPとドーパミンとのPictet-Spenguler付加物を生成することがわかった。また基質アナログ ドーパメチルエステル、およびドーパミンとK303Aとの反応を調べドーパとの反応と速度論的に比較することにより、K303AにおいてもドーパとPLPのシッフ塩基は容易に脱炭酸を受けること、またその結果生じたドーパミンとPLPのシッフ塩基は容易に解離しないことがわかった。
以上のことより、AADCにおいてPLP結合リジンは脱炭酸反応そのものには関与せず、生成物の追い出しに重要な役割を果していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Seiji Ishii: "Functionally Important Residues of Aromatic L-Amino Acid Decarboxylase Probed by Sequence Alignment and Sice-Directed Mutagenesis" Journal of Biochemistry. 120. 369-376 (1996)
• [Publications] Junji Nishino: "An Anomalous Side Reaction of the Lys 303 Mutant Aromatic L-Amino Acid Decarboxylase Unravels the Role of the Residue in Catalysis" Journal of Biochemistry. 121. 604-611 (1997)