2020 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of a novel S-linked sugar transferase
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18K05340
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
中村 顕 学習院大学, 理学部, 助教 (40432356)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 糖転移酵素 / X線結晶構造解析 / 抗生物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ポリペプチド中のシステイン残基側鎖のチオール基に糖を付加する新奇S結合型糖転移酵素ThuSについて、構造生物学的研究を通じて、化学的・生物学的安定性が高いS結合型糖付加反応を触媒する酵素の反応機構の詳細な解明を目指している。令和２年度は、前年度に引き続き、試料調製と構造解析を進めた。
結晶化条件探索を進め、以前とは異なる条件で得られたThuSタンパク質の結晶について、回折強度データを収集した。前年度までに決定したThuSのC末ドメインの立体構造および構造既知のO結合型糖転移酵素の立体構造をモデル分子とした分子置換法により、初期位相を決定した。その後、1.92 Å分解能でR=20.3%, Rfree=23.4%まで構造精密化し、ThuSタンパク質全長の立体構造を決定した。
ThuSは糖転移反応に重要な金属イオン結合部位を持つN末ドメインと、二量体形成に重要なC末ドメインから構成されていた。また、N末端には他の糖転移酵素では存在しない、あるいはアミノ酸配列が保存されていない領域が見つかった。基質の一つであるUDP-グルコースとの複合体構造解析から、N末ドメインに活性部位が存在することが分かった。しかしながら、活性測定の結果、N末ドメインだけでは糖転移活性を持たないことも明らかとなり、C末ドメインは単に二量体形成を担っているだけでなく、酵素活性にも寄与することが示唆された。また、タンパク質分子表面から活性部位へと繋がるトンネルが二箇所見出され、一方は糖ヌクレオチド基質、もう一方はペプチド基質が出入りすることが予想された。
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