キノン補酵素形成に関与する新規トリプトファン水酸化酵素の精密反応解析

• 研究課題/領域番号: 15K07391
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡島 俊英 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10247968)
• 研究分担者: 中井 忠志 広島工業大学, 生命学部, 准教授 (00333344)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: キノン補酵素 / FAD / オキシゲナーゼ / モノオキシゲナーゼ / X線結晶構造解析 / 分子内架橋 / チオエーテル架橋 / チオエーテル結合

研究成果の概要

キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の生合成に関わるFAD 含有モノオキシゲナーゼQhpG の反応機構と立体構造を解析し、ペプチド環状化などペプチド工学としてのツールとしての可能性を示すことを目的とした。解析の結果、試験管内反応系の構築に成功するとともに、質量分析によって反応生成物を明らかにした。他の修飾酵素との複合体形成が反応の進行に重要であった。さらに、X線結晶構造解析にも成功して、ペプチド上の特定のTrp 残基を認識し、酸化修飾する機構の詳細についても解明することができた。

研究成果

• [雑誌論文] ペプチドを分子内架橋する新規ラジカルSAM酵素 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中井忠志，谷澤克行，岡島俊英
  • 雑誌名: 生化学 巻: 88 号: 4 ページ: 506-510
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2016.880506
  • NAID: 40020948562
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2016-08-25
• [雑誌論文] The Radical S-Adenosyl-L-methionine Enzyme QhpD Catalyzes Sequential Formation of Intra-protein Sulfur-to-Methylene Carbon Thioether Bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Nakai, Hiroto Ito, Kazuo Kobayashi, Yasuhiro Takahashi, Hiroshi Hori, Motonari Tsubaki, Katsuyuki Tanizawa, and Toshihide Okajima
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 未定 号: 17 ページ: 11144-11166
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.638320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the Catalytic Mechanism of Copper Amine Oxidase from Arthrobacter globiformis with Halide Ions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakawa, T., Hamaguchi, A., Nakanishi, S., Kataoka, M., Nakai, T., Kawano, Y., Yamaguchi, H., Hayashi, H., Tanizawa, K., and Okajima, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 38 ページ: 23094-23109
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.662726
  • 査読あり
• [学会発表] Role of flavin-containing enzyme in the post-translational modification of quinoheme protein amine dehydrogenase. (2018)
  • 著者名/発表者名: Oozeki T, Nakai T, Tanizawa K, Okajima T.
  • 学会等名: The 21st SANKEN International Symposium, Jan 16-17, 2018, Osaka, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] ペプチド・チオエーテル架橋形成酵素QhpDによる環状ペプチド形成機構の解明: 基質配列長および配列許容性の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小酒井一輝, 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の翻訳後修飾における修飾酵素複合体の機能解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] キノン補酵素生合成に関わるFAD依存性モノオキシゲナーゼQhpGの分光学的特性と基質タンパク質QhpCとの相互作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関 俊範、中井 忠志、谷澤 克行、岡島 俊英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 新規環状ペプチドの開発に向けたラジカルSAM酵素QhpDの基質特異性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小酒井 一輝、中井 忠志、谷澤 克行、岡島 俊英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] トリプトフィルキノン補酵素生合成に関与するFAD依存性オキシゲナーゼの機能解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部例会（第499回講演会）
• [学会発表] トリプトファンキノン補酵素生合成に関わるモノオキシゲナーゼQhpGの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] 分子内チオエーテル架橋を形成するラジカル SAM 酵素 QhpD の基質特異性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小酒井一輝, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素補酵素含有サブユニットの翻訳後修飾機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 2017年酵素・補酵素研究会
• [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素のキノン補酵素含有サブユニットの翻訳後修飾機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第69回日本生物工学会大会
• [学会発表] ペプチド分子内チオエーテル架橋形成酵素QhpDにおける架橋形成配列長および配列特異性の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小酒井一輝, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第69回日本生物工学会大会
• [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の翻訳後修飾におけるフラビン含有酵素の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 新規環状ペプチドの創出に向けたラジカルSAM酵素QhpDの架橋形成配列長および配列特異性の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小酒井一輝, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素補酵素含有サブユニットの多段階翻訳後修飾の分子機構,ワークショップ：多様な微生物に見出したユニークな細胞・酵素機能とその応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡島俊英, 大関俊範, 小酒井一輝, 中井忠志, 谷澤克行
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Multi-step posttranslational modification of a cofactor-containing small subunit constituting quinoenzyme. (2017)
  • 著者名/発表者名: Okajima T.
  • 学会等名: Kickoff Meeting (JSPS Symposium) for the ZIAM/GBB and ISIR/IPR collaboration, Oct 27, 2017, Groningen, Nederland (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of FAD-dependent monooxygenase involved in quinone cofactor biosynthesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Oozeki, Tadashi Nakai, Katsuyuki Tanizawa, Toshihide Okajima
  • 学会等名: The 20th SANKEN International The 15th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of substrate specificity of intrapeptidyl thioether bond forming radical SAM enzyme QhpD (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kozakai, Tadashi Nakai, Katsuyuki Tanizawa, Toshihide Okajima
  • 学会等名: The 20th SANKEN International The 15th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Reaction mechanism of interpeptidyl thioether cross-links by radical SAM enzyme QhpD (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Nakai, Katsuyuki Tanizawa, Toshihide Okajima
  • 学会等名: The 20th SANKEN International The 15th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] ペプチド分子内チオエーテル架橋形成酵素QhpDの基質特異性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小酒井一輝, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] キノン補酵素生合成に関わるFAD依存性モノオキシゲナーゼQhpGの精製と分光学的特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大関俊範, 中井忠志, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Mechanism of sequential formation of intrapeptidyl thioether cross-links by the radical SAM enzyme QhpD. (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nakai, K. Tanizawa, and T. Okajima
  • 学会等名: Fifth International Conference on Cofactors (ICC-05) & Active Enzyme Molecule 2016
  • 発表場所: Kurobe
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] ペプチドのマルチサイト分子内架橋形成を触媒するラジカルSAM酵素の反応機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡島 俊英、中井 忠志、小林 一雄、高橋 康弘、堀 洋、鍔木 基成、谷澤 克行
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] ペプチドを分子内架橋するラジカルSAM酵素の反応機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡島俊英, 中井忠志, 小林一雄, 高橋康弘, 堀洋, 鍔木基成, 谷澤克行
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] ペプチドの翻訳後修飾を触媒するラジカルSAMスーパーファミリー酵素 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中井忠志, 小林一雄, 高橋康弘, 堀洋, 鍔木基成, 外山博英, 谷澤克行, 岡島俊英
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [備考] QHNDH (Quinohemoprotein amine dehydrogenase)
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/smb/QHNDH.html
• [備考] QHNDH (Quinohemoprotein amine dehydrogenase)
  • URL: https://www-kofu.jsps.go.jp/kofu1/shinsei/ssoLogonCheck.do