1998 Fiscal Year Annual Research Report
プレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長変換に対する分子デザイン
| Project/Area Number |
10145203
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
西野 徳三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005827)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
邊見 久 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60302189)
中山 亨 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80268523)
|
|---|
| Keywords | イソプレノイド / プレニルトランスフェラーゼ / ゲラニルゲラニルニリン酸 / 分子デザイン / 部位特異的変異 / 機能変換 |
|---|
| Research Abstract |
先に得られた結果より,我々はプレニルトランスフェラーゼの基質結合サイトであるアスパラギンリッチな配列(DDXXDモチーフ)の近傍上流に存在するアミノ酸が生成物であるポリプレニルニリン酸の鎖長を決定する要因であると推測した。縮合反応が進むにしたがって酵素に結合したポリプレニルニリン酸の炭素鎖は上記のDDXXDモチーフが存在するαヘリックスに沿って伸長し,最終的にこのαヘリックス上の嵩高いアミノ酸側鎖にブロックされて酵素から解離すると考えられる。この仮説を確認すべく,ゲラニルゲラニルニリン酸合成酵素において生成物の伸長をブロックすると予想されるアミノ酸を小さい側鎖のものへと置換した。段階的にキャビティーが拡張された変異型酵素を作成すべく,変異導入を繰り返すことでαヘリックス一周分ずつ離れた位置に存在する1,2,3個のアミノ酸を側鎖の小さなものに置換したところ,それらの変異型酵素においてそれぞれC_<25>,C_<30〜35>,C_<40>のプレニルニリン酸が主生成物として得られた。さらに,その内2および3個の置換を行った変異型酵素においては最終生成物決定が曖昧になっており,C_<50>以上の長鎖の生成物が確認された。これらの変異型酵素はキャビティーの「底がぬけた」状態にあると予想される。以上の結果は全て我々の仮説を裏付けるものであった。また,上述した一連の実験とは反対にキャビティーを狭める方向での変異導入も行っている。
|
-
[Publications] S.-i.Ohnuma et al.: "A pathway where polyprenyl diphosphate elongates in prenyltransferase." J.Biol.Chem.273(41). 26705-26713 (1998)
-
[Publications] M.Nagaki et al.: "Substrate specificity of thermastable farmesyl diphosphute synthase with alkyl group homologs of isopentenyl diphosphate." Bioorg.Medicinal Chem.8. 2549-2554 (1998)
-
[Publications] C.Ohto et al.: "Overexpression of an archaeal geranylgeranyl diphosphate synthase in Escherichia coli cells" Biosci.Biothechnol.Biochem.62(6). 1243-1246 (1998)
-
[Publications] H.Hemmi et al.: "Identification of genes affecting lycopene formation in Escherichia coli transformed with carotenoid biosynthetic genes:Candidates for early genes in isoprenoid biosynthesis" J.Biochem.123(6). 1088-1096 (1998)
-
[Publications] S.-i.Ohnuma et al.: "Recognition of allylic substrates in Sulfolobus acidocaldarius geranylgeranyl diphosphate synthese:Analysis using mutated enzymes and artificial allylic substrates" J.Biochem.123(6). 1036-1040 (1998)
