2021 Fiscal Year Annual Research Report
アスパラギン酸経路・鍵酵素の複合体形成機構および活性調節機構の構造学的解析
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18H02138
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
櫻庭 春彦 香川大学, 農学部, 教授 (90205823)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超好熱菌 / アスパラギン酸キナーゼ / ホモセリン脱水素酵素 / アスパラギン酸経路 / Thermotoga maritima / アスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
必須アミノ酸であるスレオニン・メチオニンはアスパラギン酸経路により合成される。植物では、本経路の活性調節によって上記アミノ酸含量が決まるため、調節をうける鍵酵素の改変による作物の栄養価改善が期待される。この経路の第一段階のアスパラギン酸キナーゼ（AK）と第三段階のホモセリン脱水素酵素（HseDH）はそれぞれ単独で機能する例と、融合して二機能型酵素（AK-HseDH）として機能する例が知られているが、これらは総じて不安定なため、その活性調節機構は不明な点が多い。本研究では、超好熱細菌Thermotoga maritimaに見出した安定性の高い酵素の解析を通して、活性調節機構の解明を目指した。
T. maritima由来の二機能型AK-HseDHおよび単一機能型AKの酵素化学的性質を解析し、AK-HseDHのAK活性はリジン非感受性であるがスレオニンにより強力に阻害を受けること、また単一機能型AKは、スレオニン非感受性であるがリジンにより阻害を受けることを明らかにした。
アスパラギン酸経路ではホモセリンからスレオニンが生合成されるが、経路中のアスパラギン酸セミアルデヒドからはリジンが生合成される。このことから、二機能型AK-HseDH はスレオニン生合成に関与しており、単一機能型AKは、リジン生合成に関与し、それぞれの最終産物によりフィードバック調節を受けることが示唆された。すなわちT. maritimaのアミノ酸生合成経路において二機能型AK-HseDHと単一機能型AKが役割分担をしていることが示された。またAKとAK-HseDHの結晶化に成功したので、今後、両酵素の構造解析により、スレオニン、リジンの結合様式を明らかにする。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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