2004 Fiscal Year Annual Research Report
新規リジン生合成酵素群の構造機能相関と分子進化解析
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16380056
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西山 真 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (00208240)
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| Keywords | Thermus属細菌 / リジン生合成 / 気質特異性 / X線結晶構造解析 |
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| Research Abstract |
大腸菌で高度好熱性細菌Thermus thermophilusのリジン生合成酵素群を大量発現し、それらの基質特異性などを詳細に解析した。第4番目の酵素αアミノアシピン酸アミノ基転移酵素が、基質である2オキソアジピン酸以外に、分岐鎖アミノ酸の前駆体も良好な基質とすることが明らかにした。同酵素の結晶を作製し、筑波の高エネルギー加速器研究機構の放射光を用いて、高分解能での結晶構造を決定した。また、第3番目の酵素ホモイソクエン酸脱水素酵素についても、結晶構造を決定し、同酵素の高い熱安定性が、疎水性相互作用による四量体形成による可能性を示した。さらに、疎水性相互作用部位にアミノ酸置換を有する改変体が、二量体化すると同時に、耐熱性が大幅に低下することから、同仮説が正しいことが証明された。
また、αアミノアジピン酸のαアミノ基に保護基を導入するものと考えられる、LysXについて、詳細な酵素学的な解析を行い、酢酸がリン酸化されることを見出した。これにより、αアミノアジピン酸のアミノ基がアセチル化されるということを示すと同時に、LysXが今までに知られていない新しいタイプのアミノ基アセチル化酵素として機能することを明らかにした。
これまで遺伝子産物の相同性及び遺伝子破壊株の栄養要求性相補に関する知見から、生合成経路を推定し、市販品として得られる化合物に関しては、それらを基質として用いて酵素特性の解析を行ってきた。しかしながら、生合成経路が新規であることもあり、市販品としては取得できない物質も含まれている。そこで、その中の一つN-アセチルαアミノアジピン酸を化学合成した。
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