2008 Fiscal Year Annual Research Report

糸状菌・放線菌の糖質関連酵素の新規構造決定と機能解析

Research Project

Project/Area Number	19780071
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	伏信進矢 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (00302589)
Keywords	ヘミセルラーゼ / アクセサリー酵素 / 麹菌 / アセチルキシランエステラーゼ / フェルラ酸エステラーゼ / α / βヒドロラーゼ
Research Abstract	ヘミセルロースの側鎖を分解する酵素群(アクセサリー酵素)は数多く存在し、興味深い研究対象である。本研究では、Asperfillus属またはStreptomces属由来の糖質関連酵素(主にヘミセルラーゼ)のうち、立体構造未知で新規性の高いものを対象に、立体構造解析と機能解析を行った。Aspergillus属由来の立体構造未知なヘミセルラーゼのうち、最も新規性の高いアクセサリー酵素であるアセチルキシランエステラーゼの結晶構造を分解能LgÅで決定することに成功した。活性中心残基間の相互作用が明らかになり、基質のアセチル基が結合すると予想されるポケットが存在した。さらに、他のエステラーゼには見られない特徴的なループ構造およびβシート構造が存在することを発見した。この酵素の属するファミリーでは初めての立体構造であり、構造の新規性は極めて高い。また、アセチルキシランエステラーゼの立体構造を元に機能変換を目指した改変を行い、これにフェルラ酸エステラーゼ活性を付与することに成功した。これまで類似の成功例はなく、現在原著論文を執筆中である。さらに、Aspergillus属由来のアクセサリー酵素のうち、新規なフェルラ酸エステラーゼの結晶化に向けて、pichia酵母でのタンパク質発現を行い、結晶化を行った。その結果、native結晶で分解能1.8Åのデータセットを測定することに成功し、今後の構造決定に向けた結晶化条件の設定がほぼ完了した。