2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of NAD metabolic pathway in Mycobacterium tuberculosis and elucidation of its compensatory pathway
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15K07377
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
森 茂太郎 国立感染症研究所, 細菌第二部, 室長 (60425676)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 結核菌 / NAD生合成 / タンパク質発現 / 立体構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題において、本年度は結核菌を含む抗酸菌のNAD生合成経路に関わるタンパク質の機能構造解析を主な目的として以下の研究を行った。
１）Mycobacterium smegmatis由来ホスホリボシル二リン酸合成酵素（PRPP合成酵素）の立体構造解析；PRPP合成酵素は、NADの生合成において重要な基質の１つであるPRPPを合成する酵素である。X線結晶構造解析によって決定した抗酸菌 M. smegmatis由来PRPP合成酵素の立体構造情報を用いて、ADPなどの基質とのドッキングシミュレーション解析を行い、その結果についてヒト由来PRPP合成酵素と比較した。その結果、M. smegmatis由来PRPP合成酵素の立体構造の全体構造はヒト由来PRPP合成酵素の立体構造と非常によく似ていたが、基質結合部位の構造には両酵素の間で差があることを見出した。特に、M. smegmatis由来PRPP合成酵素の基質結合部にのみヒスチジン残基が存在しており、基質の結合に大きく関わっていることが示唆された。
２）結核菌由来ホスホマンノムターゼの機能解析； 2種類の結核菌由来ホスホマンノムターゼ（Rv3257cタンパク質とRv3308タンパク質）の詳細な酵素学的諸性質を決定した。その結果、Rv3308タンパク質はマンノース1リン酸に加えてグルコース1リン酸も基質として利用可能であるのに対して、Rv3257cタンパク質はマンノース1リン酸への基質特異性が非常に高いことが示された。また、Rv3257cタンパク質の至適pHが中性付近であったのに対して、Rv3308タンパク質の至適pHは酸性側に偏っていることが示唆された。したがって、結核菌の菌体内ではRv3308タンパク質よりもRv3257cタンパク質がホスホマンノムターゼとして機能していることが推測された。
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| Remarks |
森茂太郎, Mycobacterium avium由来ヌクレオチド加リン酸分解酵素のN末端削除変異体の結晶化と結晶学的諸性質, Photon Factory Activity Report 2016, 34号, 2017年
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