2017 Fiscal Year Research-status Report
補欠分子族含有酵素におけるプロトン・電子移動の協同的制御機構の解明
| Project/Area Number |
15K05573
|
|---|
| Research Institution | Osaka Medical College |
|---|
Principal Investigator |
林 秀行 大阪医科大学, 医学部, 教授 (00183913)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村川 武志 大阪医科大学, 医学部, 助教 (90445990)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 酵素反応機構 / 補欠分子族 / プロトン移動 / 電子移動 / 銅イオン / ピリドキサールリン酸 / トーパキノン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
Arthobacter globformis 銅アミン酸化酵素（AGAO）について，添加剤の検討により，生理的な湿度と温度における結晶解析に成功し，嫌気的条件化における基質及び基質アナログとの複合体の結晶について温度を変化させて X 線結晶解析を行うことにより，ある素過程についての標準エンタルピー変化と標準エントロピー変化を求めることが可能となった．これは AGAO の触媒反応におけるプロトン-電子移動の協同的制御機構の説明に必須の多次元エネルギー準位図の構築に大きく貢献する成果である．
トレオニン合成酵素（ThrS）については，後半の反応については実験的・理論的解析がほぼ完成し，多次元エネルギー準位図を描くことが可能となったので，前半の反応の解析に力を傾注した．まず，エナミン中間体で反応が停止することが明らかとなっている 2-アミノ-5-ホスホノペンタン酸（AP5）の安価な合成法を開発し，大量の AP5 を用いて ThrS の反応を pH を変化させて行った．その結果，外アルジミン中間体，カルボアニオン中間体，ケチミン中間体，エナミン中間体の生成を区別して見いだすことができた．また，pH によって変化するのは ThrS への AP5 の結合段階であり，AP5 はアミノ基が脱プロトン化した状態が優先的に ThrS に結合することが示された．それに対して，反応中間体についてはエナミン中間体までの全ての速度定数に pH 依存性がなく，AP5 が酵素に結合後は溶媒から隔離された状態にあることが示唆された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Arthrobacter globformis 銅アミン酸化酵素の遅れを取り戻すべく，力を傾注したために，ピリドキサール酵素については，トレオニン合成酵素，アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼともに，やや遅れ気味である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
Arthrobacter globformis 銅アミン酸化酵素の中性子線解析は順調に推移し，新たな成果が出ている．プロトン移動の正確な評価のための重要な構造的基盤となっている．
このように銅アミン酸化酵素の今後の展開にめどがついてきたため，ピリドキサールリン酸依存性酵素の未解析の領域，すなわちトレオニン合成酵素については反応前半部，アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼについてはケチミン以降の反応過程について解析する予定である．
|
| Causes of Carryover |
（理由）
ピリドキサールリン酸酵素については理論的解析が主体となっていたため，試薬消耗品の支出が銅アミン酸化酵素の中性子線解析に用いるものが主となっていた．このため次年度使用額が生じた．
（使用計画）
さまざまな基質アナログ，同位体ラベル基質・補酵素の合成を行う計画であり，また最終年度でもあり論文の英文校正等に使用する予定である．
|
