2008 Fiscal Year Annual Research Report
希少糖生産酵素の構造・機能解析と生産効率の向上を目指した分子設計
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19770085
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
吉田 裕美 Kagawa University, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10313305)
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| Keywords | X線結晶解析 / 糖異性化酵素 / L-ラムノースイソメラーゼ / D-タガトースエピメラーゼ / D-アラビノースイソメラーゼ / 希少糖 / 放射光 / 部位特異的変異 |
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| Research Abstract |
「希少糖」生産酵素であるPesudomonas stutzeri L-ラムノースイソメラーゼ(L-RhI)のX線結晶解析の結果をもとに、より効率的な希少糖生産を目指したL-RhI変異酵素の分子設計、蛋白質工学的アプローチによる機能改変、さらには、他の希少糖生産に関与する希少糖生産酵素の構造解析を進め、多くの希少糖生産に有用な情報を得ることを目的とした。昨年度に引き続き、基質認識へ影響を及ぼすSer329を置換したL-RhI変異酵素の基質複合体の構造解析を行った。分解能が向上したデータが得られたことから、これまでには見られなかった基質である糖が環状構造をとっていると考えられる電子密度が見られた。この結果をもとに、糖環の開環機構に関わるアミノ酸残基を推定し、新たな変異酵素を構築したところ、酵素活性を失い、環状構造の基質が活性部位にとどまる基質複合体構造が得られた。L-RhIの基質の開環機構に関わる報告例はこれまでにないことから、この変異酵素の詳細な解析を続けることにより、L-RhIの基質開環機構を解明できるのではないかと考えている。また、分解能が向上したL-RhI変異酵素においては、野生型酵素では不明瞭であったC末端領域の電子密度も得られ、L-RhIのC末端領域は柔軟に動いて隣の分子の活性部位に蓋をする、もしくは自分自身の分子の活性部位の蓋をする可能性が示唆された。
また、今年度は、新たな希少糖生産酵素としてBacillus pallidus D-アラビノースイソメラーゼ(D-AI)の結晶化に成功し(Takeda et al., (2008)Acta crytallogr F)、構造も決定した。また、B.pallidus D-AIの基質ともなる希少糖D-altroseの結晶化および構造解析を行い、結晶構造データを報告した(Watanabe et al., (2009)Acta crystaallogr E)
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