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2つの基質結合部位を持つ酵素の蛋白質工学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 08680684
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

倉光 成紀  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60153368)

研究期間 (年度) 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード酵素反応機構 / 基質特異性 / 一酵素二基質 / 疎水性基質認識 / 酵素工学 / 高度好熱菌 / 疎水性相互作用 / 蛋白質工学
研究概要

アミノ基転移酵素は2つのアミノ酸基質間のアミノ基転移反応を触媒する。大腸菌アスパラギン酸アミノ基転移酵素(AspAT),芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素(AroAT),分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素(BCAT)などは,酸性基質に対する反応性は似かよっているが,疎水性基質に対する反応性は異なっている。蛋白質工学的解析より,これらの酵素は酸性基質用と疎水性基質用の2つの基質結合ポケットを持ち,基質によって2つのポケットを使い分けていることが明らかになった。このように2つの性質の異なる基質結合ポケットを使い分けるのは,アミノ基転移酵素のみならず,転移酵素一般に広く使われている酵素設計原理と考えられる。この「1酵素-2基質」酵素の分子設計原理を詳細に解析するために,立体構造および機能解析に適した高度好熱菌Thermus thermophilus HB8由来のAspATの遺伝子をクローニングし,DNAの塩基配列を決定し,酵素量産化のためのプラスミドを構築した。精製して得られた高度好熱菌AspATは非常に安定で,pH7では90℃まで安定であり,25℃ではpH2-12の領域で安定であった。この高度好熱菌AspATの分子全体の揺らぎは,常温生物の酵素よりも少ないことが明らかになった。常温生物のAspAT同様,塩基性の酸性基質結合用ポケットに,酸性基質のCOO^-が酵素結合した。ところが意外なことに,疎水性アミノ酸基質認識部位は,常温生物の疎水性基質結合部位よりも揺らぎが大きく,疎水性基質に対する基質特異性が広いことが明らかになった。このような疎水性基質に対する高度好熱菌酵素の広い特異性は,高度好熱菌の遺伝子数が常温生物よりもはるかに少なく,数少ない種類の酵素で多くの種類のアミノ酸のアミノ基転移反応を触媒する必要があるためと考えられる。

報告書

(1件)
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] Okamoto,A.: "An Aspartate Aminotransferase from an Extremely Thermophilic Bacterium,Thermus thermophilus HB8" J.Biochem.119・No.1. 135-144 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kato,R.: "ATPase Activity of UvrB Protein from Thermus thermophilus HB8,and Its Interaction with DNA" J.Biol.Chem.271・No.16. 9612-9618 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Alexseyev,A.A.: "A Recombinational Defect in the C-Terminal Domain of Escherichia coli RecA2278-5 Protein is Compensated by Protein Binding to ATP" Mol.Microbiology. 23・No.2. 255-265 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kawaguchi,S.: "Broad Substrate Specificity of Aminotransferase toward Hydrophobic Substrates" Protein Eng.9・No.9. 813-813 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kawaguchi,S.: "New Concept of the Enzymatic Recognition of Hydrophobic Substrates" Protein Science. VOl.6(印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kawaguchi,S.: "Enzyme Flexibility : New Concept in Recognition of Hydrophobic Substrates" J.Biochem.(印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 倉光成紀(共著): "生化学辞典(第3版)" 東京化学同人,東京(印刷中), (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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