2020 Fiscal Year Annual Research Report
必要時に可逆的立体構造形成する新規ペア型エーテル環化酵素の解析と再設計による応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04634
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
尾瀬 農之 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (80380525)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 蛋白質フォールディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
特定の立体構造を形成しないIntrinsically Disordered Protein (IDP)あるいはIDRと呼ばれる蛋白質領域が機能発現をする事実は，1990年代にはよく知られるようになり，種々の例が研究され，多くの総説にまとめられている。統計法にもよるが，真核生物・ウイルスでは44-56%もの翻訳領域がIDRであるとさえいわれる。IDRとして特に研究が進んでいるものは，高等生物シグナル伝達系・転写翻訳系に多く含まれ，他の蛋白質との相互作用時に過渡的構造形成をおこなう例である。加えて近年では，液-液相分離や蛋白質水和ゲル化にIDRが深く関わり，生体分子の安定化，機能の局在化を決定する因子として注目されるなど，当初の予測を超えたIDRの性状・機能多様性が発見されたが，既知情報は氷山の一角であると思われる。本研究ではポリエーテル骨格構築経路に隠された巧妙なトリックを，monensin生合成をモデルケースとして解明することができた。多様性を決定づけるエーテル環の導入は，環化酵素MonBIおよびMonBIIのペアが担う。これまで基質アナログ体を使用した構造研究により，MonBIは酵素としての機能をもたず，MonBII活性化のための補助的な役割を果たすことがわかた。X線とNMRを組み合わせた研究から，大きな基質を収容するための長大ポケットを持ち，かつ反応過程に応じて形が異なる基質を認識するMonBIIは，単独で立体構造を形成できない蛋白質であることをつきとめた。酵素全長が構造非形成蛋白質（IDP）である例は無く，さらに相同性の高い２種の蛋白質が，一方はIDPとして活性担当，もう一方は構造形成・維持のための足場となる例はこれまでに無い。つまり，酵素MonBIIの活性構造形成を誘導する「ペア型」新奇シャペロン機構を提唱し，存在意義やこの機構の完全な証明ができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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