酵素分子の揺らぎを考慮した新しい酵素反応機構の構築

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680634
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 河合 靖 京都大学, 化学研究所, 助手 (20240830)
• Keywords: 加水分解酵素 / 反応機構 / 粘度効果 / α-キモトリプシン / 揺らぎ

Research Abstract

申請者が計画した研究は酵素が実際に反応している状況で,酵素分子の揺らぎや動きを詳細に検討するというもので,反応媒体の粘度を変えることで酵素分子の動きを制御して反応速度を測定し,詳細な反応機構を検討する.これまでにα-キモトリプシンの反応に関して数々の知見を得ているので,同じ手法を他の酵素に適用し,酵素分子の揺らぎを加味した全く新しい反応機構を構築する.
今年度はそれぞれの酵素の基質特異性に合わせた基質の設計および合成を行い,それらを用いてパパイン,リパーゼ,γ-キモトリプシン,サブチリシン,β-トリプシンなど様々な加水分解酵素を用いて反応速度を測定した。そしてα-キモトリプシン,サブチリシン,β-トリプシンに関してアシル酵素生成段階(k2ステップ)における酵素分子の揺らぎの重要性を比較検討することができた.
その結果k2ステップにおいて,α-キモトリプシンとβ-トリプシンでは四面体中間体生成段階で酵素分子の構造変化が重要な役割を担っており,サブチリシンでは四面体中間体生成段階および分解段階の両方で酵素分子の構造変化が触媒活性に重要であることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] Yasushi Kawai: "Asymmetric reduction of nitroalkenes with baker's yeast"Tetrahedron: Asymmetry. 12・2. 309-318 (2001)
• [Publications] Yasushi Kawai: "Asymmetric Synthesis of a nitroalkane by the use of novel nitroalkane reductase from baker's yeast"Tetrahedron Letters. (in press). (2001)