2021 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of polyketide synthase using cross-linking reaction
| Project/Area Number |
20H02911
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
宮永 顕正 東京工業大学, 理学院, 助教 (10623126)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 微生物酵素 / 結晶構造解析 / タンパク質間相互作用 / クロスリンク / ポリケタイド / ポリケタイド合成酵素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
モジュラー型ポリケタイド合成酵素 (PKS) はポリケタイド化合物の基本骨格構築を担う酵素である。その反応においては、アシル基を結合したキャリアータンパク質 (CP) がモジュール内に存在する各触媒ドメインに順番に運ばれ、一連の反応を受ける。
本年度は、昨年度に引き続き、ケト合成酵素 (KS) ドメインと上流モジュールCPドメインのクロスリンク複合体の構造解析を検討した。本複合体の結晶は得られていない一方で、クライオ電子顕微鏡解析にて本複合体に相当すると思われるタンパク質粒子像が観測されており、現在解析を進めている。
また、モジュール全体構造の解明を目指し、抗生物質FD-891の生合成に関わるPKS GfsAのローディングモジュールの構造機能解析に着手した。GfsAのローディングモジュールは、KS様脱炭酸酵素 (KSQ) ドメインとアシル基転移酵素 (AT) ドメインとCPドメインの3つのドメインから構成される。これまでにKSQドメインの機能解析が報告されていなかったため、まず、GfsA KSQドメインの生化学的解析を行った。その結果、KSQドメインがマロニル-CPの脱炭酸活性を有することを明らかにした。一方でマロニル-CoAには活性を示さなかったことから、KSQドメインはCP部も認識していると考えられた。また、GfsA KSQ-AT 二ドメインタンパク質の結晶構造を決定し、KSQドメインの反応機構を解明することができた。次に、ローディングモジュール全体構造の解明に向け、KSQドメインにCPドメインが結合したGfsA CP=KSQ-ATクロスリンク複合体の調製を試みた。検討の結果、パンテテインアミド型プローブを用いることで目的のクロスリンク複合体が得られた。この複合体の結晶化に成功し、現在、構造解析を進めているところである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在、KSQドメインとCPドメインのクロスリンク複合体の結晶が得られ、この複合体の構造解析を行っている段階であり、ほぼ当初の計画通りであることから、順調に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続きKSQドメインとCPドメインのクロスリンク複合体の構造解析を行い、CP認識機構やPKSローディングモジュールの全体構造を明らかにする。また、その他の触媒ドメインとCPの複合体についてもクロスリンク反応を検討し、クロスリンク複合体が得られれば、結晶化を検討する。得られた成果について、学会発表や論文発表を行う。
|
Research Products
(6 results)
