2015 Fiscal Year Annual Research Report
希少糖生産酵素群の基質複合体のX線構造に基づく包括的な触媒反応機構の解明
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25440028
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
吉田 裕美 香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10313305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神鳥 成弘 香川大学, 総合生命科学研究センター, 教授 (00262246)
吉原 明秀 香川大学, 希少糖研究センター, 助教 (40548765)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Ｘ線結晶解析 / 単糖異性化酵素 / 希少糖 / Ｌ-リボースイソメラーゼ / D-タガトース 3-エピメラーゼ / 触媒反応機構 / 酵素・基質複合体 / 微小重力環境タンパク質結晶化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、天然に微量にしか存在しない「希少糖」の生産に関与する希少糖生産酵素について、これまで行ってきた基質複合体構造のX線結晶解析研究をさらに深化させるとともに、希少糖誘導体であるデオキシ希少糖生産に向けた構造情報の取得、および新規希少糖生産酵素の構造生物学的研究を発展させていくことを目的に行った。
最終年度は、昨年度得られた、希少糖生産酵素Pseudomonas cichorii由来D-タガトース3-エピメラーゼ（D-TE）の変異酵素とデオキシ希少糖や糖アルコールとの複合体構造、国際宇宙ステーション（ISS）を利用したJAXA宇宙実験の微小重力空間で成長したD-TEの変異酵素の結晶と1-デオキシ L-タガトースとの複合体構造をまとめた論文投稿を行った。また、今年度参加したJAXA宇宙実験では、希少糖生産酵素Pseudomonas stutzeri由来L-ラムノースイソメラーゼ（L-RhI）の変異酵素の結晶が得られ、これまでの最高分解能を示すD-アロースとの複合体（1.35Å分解能）、1-デオキシ D-プシコース、1-デオキシ L-タガトース、6-デオキシ L-タロースとの複合体構造も得られた。
3年間を通して、L-リボースとL-リブロース間の異性化反応を触媒する、新規希少糖生産酵素Acinetobacter sp.由来L-リボースイソメラーゼ（L-RI）、Cellulomonas parahominis由来L-RIの構造決定を行い、それぞれ論文誌に報告することができた。野生型および変異酵素の複数の基質複合体構造から、L-RIの糖環開環機構を含めた触媒反応機構を提唱し、さらに、L-RIのホモ四量体構造は酵素の分子構造の安定性に関与し、酵素活性には不可欠であることを明らかにした。L-リボースは、抗菌剤や抗ウィルス剤、抗がん剤などの医薬品への利用が期待されていることから、L-リボースの生産への応用が期待されるL-RIの構造情報は、今後の酵素改良の指標にもなる。
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| Remarks |
香川大学総合生命科学研究センター分子構造解析研究部門ホームページ
http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/
http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/report/kaken
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Research Products
(4 results)
