| Outline of Annual Research Achievements |
微生物の生産する有用なペプチド系天然物の多くは, 非リボソームペプチド合成酵素 (NRPS) により生合成される. ペプチド系天然物の生合成において異性化酵素が, キャリアータンパク質 (CP) に担持されたL-アミノ酸基質をD-アミノ酸へ異性化することで, ペプチド骨格へD-アミノ酸が導入される. このように異性化酵素は, ペプチド系天然物の多様性創出に重要な役割を担っているにも関わらず, その基質特異性や異性化機構はほとんどわかっていない. また, 異性化酵素-CP相互作用解析の報告例はわずか1例のみである. さらに, 異性化酵素-CP複合体構造の報告例がないため, 異性化酵素によるCP認識機構は明らかになっていない. 一因として, 異性化酵素がCPに担持されたアミノ酸のみを基質にする特異な性質を有することに加えて, 共有結合型異性化酵素阻害剤を欠いていることが挙げられる. すなわち, 共有結合型異性化酵素阻害剤を創製することにより, 触媒残基の捕捉による異性化酵素の触媒機構の解明だけでなく, 異性化酵素がCP相互作用の不可逆的捕捉により, 異性化酵素がCP相互作用の分子基盤が明らかになると考えた . そこで, 本研究では, CP担持型共有結合性異性化酵素阻害剤を設計および創製し, 異性化酵素の触媒機構およびCP認識機構を明らかにすることを目的とする. 本年度は, 異性化酵素の9種類の活性部位変異体作製し, 共有結合性異性化酵素阻害剤をCPへ担持後, クロスリンク反応を行うことで, 異性化酵素の触媒機構の解析を行なった. また研究期間全体の研究成果は, CP担持型共有結合性異性化酵素阻害剤の創製および異性化酵素の触媒機構の解明である. 今後は, クロスリンク反応に供したNRPSのX線結晶構造解析により, 異性化酵素-CP相互作用の分子基盤を明らかにする.
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