2014 Fiscal Year Annual Research Report
ペプチド化合物のリボソームとNRPSによる協同的新規生成機構の解明
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25560397
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大利 徹 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264679)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | フェガノマイシン / ペプチド抗生物質 / 放線菌 / ペプチドライゲース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放線菌が生産するペプチド系抗生物質、フェガノマイシン（PM）は、N-末のフェニルグリシン誘導体に、長さと配列の異なるペプチド（NVKDRとNVKDGPT）が結合している2種類が知られている。昨年度筆者は、その生合成研究を行い、2つのペプチド部分がリボソームにより、38アミノ酸からなるプレカーサーペプチドとして供給されること、さらにATP-graspモチーフを持つPGM1がフェニルグリシン誘導体をATP依存的にリン酸化し、次いで、NVKDRとNVKDGPTが求核剤として働きPMを生成することを明らかにした。今年度、組換え酵素を用いて詳細な酵素学的諸性質を解析した。その結果、本酵素は幅広い基質特異性を有することが分かった。N-末として、D-amidino phenylglycine、2-guanidinoacetic acid、 creatineも基質となった。さらに求核剤として、NVKDGPT の任意のアミノ酸を他に置換した種々のペプチドやC-末からアミノ酸を順次欠失させたジペプチドまでの各種ペプチド、さらにはPGMとは全く関連が無い、アスパルテームや昆虫由来の18アミノ酸から成る抗菌ペプチドapidaecinも基質となることが分かった。本酵素が示す幅広い基質特異性を理解するため、結晶構造解析も行った。種々の基質との結晶化を試みた結果、AMPとの複合体として結晶を得ることが出来た。解析の結果、配列相同性が18%と低いが、同じくATP-grasp superfamilyに属する、Glycinamide ribonucleotide synthase（PurD）と構造的に類似していることが解った。また、N-末のグアニジノ基の認識や求核剤として働くペプチドの認識に関わるアミノ酸残基をドッキングシュミレーションにより推定し、変異導入実験により確認した。
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[Journal Article] A peptide ligase and the ribosome cooperate to synthesize the peptide pheganomycin.2015
Author(s)
M. Noike, T. Matsui, K. Ooya, I. Sasaki, S. Ohtaki, Y. Hamano, C. Maruyama, J. Ishikawa, Y. Satoh, H. Ito, H. Morita and T. Dairi
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Journal Title
Nat. Chem. Biol.
Volume: 11
Pages: 71-76
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] リボソームと新規ペプチドライゲースによる協同的ペプチド生成機構2014
Author(s)
野池基義, 松井 崇, 雄谷洸一, 佐々木郁雄, 丸山千登勢, 濱野吉十, 石川 淳, 佐藤康治, 伊藤 肇, 森田洋行, 大利 徹
Organizer
第56回天然有機化合物討論会
Place of Presentation
高知県立県民文化ホール（高知県高知市）
Year and Date
2014-10-15 – 2014-10-27
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