2008 Fiscal Year Annual Research Report
ペプチド・ビルトイン型キノン補酵素の生合成機構と触媒機能
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18370043
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
谷澤 克行 Osaka University, 産業科学研究所, 教授 (20133134)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡島 俊英 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10247968)
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| Keywords | 銅アミン酸化酵素 / トパキノン / ビルトイン型キノン補酵素 / キノヘムプロテイン / 分子内チオエーテル架橋 / 翻訳後修飾 / X線結晶解析 / 酵素触媒機構 |
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| Research Abstract |
銅アミン酸化酵素はビルトイン型キノン補酵素の一種、トパキノン(TPQ)と2価銅イオンを活性部位に含有し、一級アミン類の酸化的脱アミノ反応を触媒する。本酵素の触媒過程はping-pong機構で進行し、前半の還元的半反応においては、基質アミンはTPQのC-5位のカルボニル炭素に結合し、基質-TPQシッフ塩基(SSB)を形成する。次いで、活性部位の触媒塩基(保存性Asp残基)により基質のα位炭素から立体特異的にプロトンが引き抜かれ、生成物-シッフ塩基(PSB)が形成される。我々は、これまでに土壌細菌Arthrobacter globiformis由来の銅アミン酸化酵素(AGAO)を用い、本酵素反応における基質アミンのα-水素の引き抜きに対する立体特異性について検討し、本酵素反応ではpro-S水素が立体特異的に引き抜かれることを明らかにした。本年度は、大きな遠位部分をもたない基質であるエチルアミンの2個のα-水素を立体特異的に重水素標識し、AGAOによるα-水素引き抜きの立体選択性を解析した。その結果、フェニルエチルアミンやチラミンなど大きな遠位部分(ベンゼン環)をもつ基質の反応においては、α-水素の引き抜きがいずれも99%以上の高い立体選択性でpro-S水素特異的に進行するのに対し、エチルアミンではpro-S水素選択性が86%にまで低下していた。また、エチルアミンを用いて得られたSSBのX線結晶構造では、SSBに相当する部分の電子密度が非常に低く、コンフォメーションが一定ではないことが示唆された。以上の結果より、銅アミン酸化酵素によるα-水素の引き抜きの立体選択性はSSBのコンフォメーションにより一義的に決定されると考えられた。
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[Journal Article] Further Insight into the Mechanism of Stereoselective Proton Abstraction by Bacterial Copper Amine Oxidase.2008
Author(s)
Taki, M., Murakawa, T., Nakamoto, T., Uchida, M., Hayashi, H., Tanizawa, K., Yamamoto, Y., Okajima, T.
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Journal Title
Biochemistry 47(29)
Pages: 7726-7733
Peer Reviewed
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