2020 Fiscal Year Annual Research Report

ペプチダーゼ最大ClanPA唯一のエキソペプチダーゼファミリーの構造機能相関解明

Research Project

Project/Area Number	17H03790
Research Institution	Nagaoka University of Technology
Principal Investigator	小笠原渉長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40292172)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	S46ペプチダーゼ / 基質認識機構
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、申請者が先導研究してきた非病原菌Pseudoxanthomonas mexicana WO24由来S46ペプチダーゼをモデル酵素とし、病原菌由来S46ペプチダーゼの網羅的な基質特異性解析およびサブサイトとα-ヘリカルドメインを中心とした構造機能相関の解明を行う。最終的には、Family S46構造機能相関の完全解明を目的としている。さらに、本研究は、ヒトが有しないS46ペプチダーゼをターゲットとした、歯周病原因菌、多剤耐性日和見感染菌を抑制可能な創薬開発への基礎研究となる。本年度は以下の「課題（１）S46群の構造解明」、「課題（３）S46 基質認識機構の解明」を行った。課題（１）S46群の構造解明：昨年度に結晶化に成功したが位相が決定できなかった多剤耐性日和見感染由来SmDPP11および歯周病原因菌由来PgDPP7のSeMet置換体の発現および精製を実施した。これらSeMet置換酵素の結晶化を試みたが結晶を得ることはできなかった。加えて、基質P2位のアミノ酸を収容するS2サブサイトを標的とした解析のために、基質P2位のアミノ酸を変えたジペプチド4種類とSmDPP7の共結晶構造解析を実施した。課題（３）S46 基質認識機構の解明：ペプチド4種類とSmDPP7の共結晶構造解析および昨年度実施したSmDPP7とジペプチドとの結合様式を等温滴定型カロリメトリー（ITC）を用いた熱力学的解析により、S46ペプチダーゼのS2サブサイトにおける基質認識機構の解明に至った。S46群は基質P2位の疎水性アミノ酸に特異性を持ち、その駆動力は活性部位からの水分子の排出に起因する疎水性相互作用であった。一方で例外的にP2位のアスパラギン残基に特異性を示すことも明らかになり、アスパラギン残基はS2サブサイト底部にて形成される水素結合ネットワークにより結合することを解明した。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。