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非プロテアーゼ系炭素-窒素結合切断酵素群の分子機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 14360047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関筑波大学

研究代表者

小林 達彦  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (70221976)

研究分担者 橋本 義輝  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助手 (00323254)
東端 啓貴  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助手 (20344864)
間世田 英明  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助手 (10372343)
合田 昌彦  日本学術振興会, 応用生物化学系, 特別研究員(PD)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2004年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2003年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2002年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードニトリラーゼ / ニトリルヒドラターゼ / アミダーゼ / イソニトリルヒドラターゼ / N-置換ホルムアミド分解酵素 / ニトリル / イソニトリル / N-置換ホルムアミド / アシルCoA合成酵素 / アルドキシムデヒドラターゼ / N-置換ホルムアシド分解酵素 / ニトリルイソニトリル / アミド / イソニトリルヒドラーゼ / アシド
研究概要

非プロテアーゼ系炭素-窒素結合切断酵素群の中で、(他の酵素に関しては継続して研究を進めているが)現在、特にイソニトリル代謝に関与する2つの酵素(イソニトリルヒドラターゼ、N-置換ホルムアミド分解酵素)に関して得られている成果を以下に記載する。
イソニトリルヒドラターゼの構造遺伝子(inhA)を単離し、相同性検索にかけた結果、アーキア由来の細胞内プロテアーゼと低いながらも相同性があることを発見した。このプロテアーゼの活性中心アミノ酸残基に相当するイソニトリルヒドラターゼのアミノ酸残基4カ所に対して部位特異的変異法によりアミノ酸置換を行い、変異酵素を精製し、諸性質を解析した。その結果、101番目のシステイン残基をイソニトリルヒドラターゼ反応の活性中心アミノ酸残基であると同定した。
イソニトリル代謝において、イソニトリル分解菌はイソニトリルヒドラターゼによりN-置換ホルムアミドに変換し、さらに分解すると考えられるがそれに関与する酵素は未知であった。自然界より新たにN-置換ホルムアミド分解菌F164株(細菌Arthrobacter pascensと同定)を分離し、本株からN-置換ホルムアミド分解酵素を初めて発見した。本酵素は、N-置換ホルムアミドをアミンとギ酸に変換することから、N-置換ホルムアミドデフォルミラーゼと命名した。本酵素単離精製することに成功し、基質特異性・最適pH・最適温度などN-置換ホルムアミドデフォルミラーゼの生化学的諸性質を解析した。また、本酵素の構造遺伝子の単離にも成功した。相同性検索の結果、全長にわたって有意な相同性を示す既知の酵素は見つからず、本酵素が全く新規であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] High-level expression of a novel amine-synthesizing enzyme, N-substituted formamide deformylase, in Streptomyces with a strong protein expression system2005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., et al.
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif. 40

      ページ: 212-219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimum culture conditions for the production of N-substituted formamide deformylase by Arthrobacter pascens F1642005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., et al.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem. 69

      ページ: 228-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimum culture conditions for the production of N-substituted formamide deformylase by Arthrobacter pascens F1642005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., Goda, M., Hashimoto, Y., Higashibata, H., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem. 69

      ページ: 228-230

    • NAID

      130000030579

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-level expression of a novel amine-synthesizing enzyme, N-substituted formamide deformylase, in Streptomyces with a strong protein expression system2005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., Herai, S., Hashimoto, Y., Maseda, H., Higashibata, H., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif. 40

      ページ: 212-219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Overall metabolic gene organization and characterization of the enzyme.2005

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, Y. et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 8660-8667

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stopped-flow Spectrophotometric and Resonance Raman Analyses of Aldoxine Dehydrafase Involved in Carbon-Nitrogen Triple Bond Synthesis.2005

    • 著者名/発表者名
      Oinuma, K-I. et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett 579

      ページ: 1394-1398

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-level expression of a novel amine synthesizing enzyme, N-Subsistifuld formamide defomylase, in Streptomyces with a strong protein expression system2005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H. et al.
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif. 40

      ページ: 212-219

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimum culture conditions for the production of N-Substituted formamide deformylase by Arthrobacter Pascens F1642005

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H. et al.
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem 69

      ページ: 228-230

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Amine-synthesizing enzyme N-substituted formamide deformylase : Screening, purification, characterization and gene cloning2004

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101

      ページ: 13726-13731

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of crucial histidines involved in carbon-nitrogen triple bond synthesis by aldoxime dehydratase2004

    • 著者名/発表者名
      Konishi, K., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 47619-47625

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heme environment in aldoxime dehydratase involved in carbon- nitrogen triple bond synthesis2004

    • 著者名/発表者名
      Oinuma, K-I., et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 568

      ページ: 44-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rhodococcus工業生産菌のニトリル分解酵素遺伝子群の解析と応用2004

    • 著者名/発表者名
      橋本義輝 ら
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌 78

      ページ: 1073-1075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of crucial histidines involved in carbon-nitrogen triple bond synthesis by aldoxime dehydratase2004

    • 著者名/発表者名
      Konishi, K., Ishida, K., Oinuma, K-I., Ohta, T., Hashimoto, Y., Higashibata, H., Kitagawa, T., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 47619-47625

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amine-synthesizing enzyme N-substituted formamide deformylase : Screening, purification, characterization and gene cloning2004

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H., Hashimoto, Y., Goda, M., Higashibata, H., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101

      ページ: 13726-13731

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hyper-inducible expression system for streptomycetes2004

    • 著者名/発表者名
      Herai, S. et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101

      ページ: 14031-14035

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Amine-synthesizing enzyme N-Substituted de formamide deformylase : Screening, purification, characterization and gene cloning2004

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu, H. et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101

      ページ: 13726-13731

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel aldoxime dehydratase involved in carbon-nitrogen triple bond synthesis of Pseudomonas chlororaphis B23 : Sequencing, gene expression, purification and characterization2003

    • 著者名/発表者名
      Oinuma, K-I., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem., 278

      ページ: 29600-29608

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 新規酵素イソニトリルヒドラターゼの発見2003

    • 著者名/発表者名
      合田昌彦 ら
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー 61

      ページ: 469-472

    • NAID

      10011624109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel aldoxime dehydratase involved in carbon-nitrogen triple bond synthesis of Pseudomonas chlororaphis B23 : Sequencing, gene expression, purification and characterization2003

    • 著者名/発表者名
      Oinuma, K-I., Hashimoto, Y., Konishi, K., Goda, M., Noguchi, T., Higashibata, H., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 278

      ページ: 29600-29608

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel lipase from Pseudomonas fluorescens HU380 : Gene cloning, overproduction, renaturation-activation, two-step purification and characterization2003

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Y., Kobayashi, M., Shimizu, S.
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng. 96

      ページ: 242-249

    • NAID

      110002665185

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Site-directed mutagenesis for cysteine residues of cobalt-containing nitrile hydratase2002

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Inorg.Biochem. 91

      ページ: 70-77

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isonitrile hydratase from Pseudomonas putida N19-2 : Cloning, sequencing, gene expression, and identification of its active amino acid residue2002

    • 著者名/発表者名
      Goda, M., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 277

      ページ: 45860-45865

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isonitrile hydratase from Pseudomonas putida N19-2 : Cloning, sequencing, gene expression, and identification of its active amino acid residue2002

    • 著者名/発表者名
      Goda, M., Hashimoto, Y., Takase M., Herai, S., Iwahara, Y., Higashibata, H., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 277

      ページ: 45860-45865

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Site-directed mutagenesis for cysteine residues of cobalt-containing nitrile hydratase2002

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, Y., Sasaki, S., Herai.S., Oinuma, K,.Shimizu, S., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      J.Inorg.Biochem. 91

      ページ: 70-77

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oinuma, K-I. et al.: "Novel aldoxime dehydratase involved in carbon-nitrogen triple bond synthesis of pseudomonas chlororaphis B23 : Sequencing, gene expression purification and characterization"J.Biol.Chem.. 278. 29600-29608 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, Y. et al.: "A novel lipase from pseudomonas fluorescens HU380 : Gene cloning overproduction, renaturation-activation, two-step purification and characterization"J.Biosci.Bioeng.. 96. 242-249 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shiraki, K. et al.: "Genetic, enzymatic and structural analyses of phenylalanyl-tRNA synthetase from Thermococcus kodakaraensis koD1"J.Biochem.. 134. 567-574 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Higashibata, H. et al.: "Helicase and muclease activities of hyperthermophile pyrococcus horikoshii Dna2 inhibited by substrates with RNA segments at 5'-end"J.Biol.Chem.. 278. 15983-15990 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Higashibata H. et al.: "Surface histidine residue of archaeal histone affects DNA compaction and thermostability"FEMS.Microbiol.Lett.. 224. 17-22 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Goda, M.et al.: "Isonitrile hydrotase from Psundomonas putida N19-2"J.Biol.Chem.. 277. 45860-45865 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hashimoto, Y.et al.: "Site directed mntagenesis for cysteine residues of cobalt-containing nitrile hydratase"J.Inorg.Biochem.. 91. 70-77 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Higashibata, H.et al.: "Helicase and endonuclease activities of hyperthermophile Pynococcus horikoshii Dua2 inhibited by substrates with RNA segnlents at 5'-end"J.Biol.Chem.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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