| 研究課題/領域番号 |
10480157
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造生物化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
泉井 桂 京都大学, その他の独立研究科, 教授 (20025414)
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| 研究分担者 |
甲斐 泰 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40029236)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1998年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
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| キーワード | 炭酸固定酵素 / ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ / X線結晶解析 / タンパク質工学 / 部位特異的変異導入 / 酵素反応機構 / アロステリック活性調節機構 / リン酸化による活性調節 / 大腸菌 / トウモロコシ / ホスホエトルピルビン酸カルボキシラーゼ / C4光合成 / 部位特異的変異 |
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| 研究概要 |
[目的]PEPカルボキシラーゼ(以下PEPCと略)は重要な炭酸固定酵素である、とくにC4植物では光合成的炭酸同化の初期反応を触媒する。我々はPEPCの立体構造を世界で初めて解明し、タンパク工学的な研究の基礎を築いた。本研究では、アロステリックな活性化因子および基質PEPと結合した複合体のX線結晶解析行い、さらに立体構造に基づく部位特異的変異導入による機能解析を行って炭素固定反応機構および活性調節機構を解明する。植物のPEPCはリン酸化による活性化を受けるので、この活性化の分子機構およびリン酸化に関与するプロテインキナーゼのPEPC認識機構について手がかりをえる。
[研究経過および成果]1)PEPCとアロステリック阻害剤の複合体の構造から、阻害の機構としてループ競合モデルを提出、2)PEPの安定なアナログであるDCDPとの複合体の解析により触媒部位の位置を証明。3)トウモロコシのC4光合成に関与するPEPCの結晶解析に成功し、基本構造の大腸菌酵素との類似点と相違点を明らかにした。4)トウモロコシ酵素についてリン酸化部位に種々の変異を導入した。、このリン酸化に関与するプロテインキナーゼによる認識機構の解析を進めつつある。5)PEPCは糖リン酸化合物による活性化を受けるが、これに関与する残基を部位特異的変異導入により証明。6)PEPCの触媒部位を形成するフレキシブルループが基質の重炭酸イオンとの結合および糖リン酸化合物の活性化に重要であることを証明。7)PEPCの調節的リン酸化に関与するプロテインキナーゼのcDNAクローニングと性格づけに成功。
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