ユニークな基質特異性を持つアシル基転移酵素の構造機能解析

• 研究課題/領域番号: 15K18679
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 宮永 顕正 東京工業大学, 理学院, 助教 (10623126)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 微生物酵素 / 結晶構造解析 / ポリケタイド合成酵素 / アシル基転移酵素 / タンパク質間相互作用 / クロスリンク / アシルキャリアータンパク質

研究成果の概要

マクロラクタム抗生物質ビセニスタチン生合成において、アシル基転移酵素VinKはアシル運搬タンパク質間のジペプチド基質の受け渡し反応を触媒する。その際VinKはアシル運搬タンパク質をタンパク質間相互作用により認識していると考えられる。本研究では、独自に開発したクロスリンク法を用いることによりVinKとアシル運搬タンパク質の複合体の結晶構造を決定することに成功した。これにより、アシル基転移酵素によるアシル運搬タンパク質の認識機構が初めて原子レベルで明らかになった。また、部位特異的変異解析を行うことにより、ジペプチド基質の認識機構に関しても知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanisms of β-Amino Acid incorporation in Polyketide Macrolactam Biosynthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A., Kudo, F., and Eguchi, T.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Chem. Biol. 巻: 35 ページ: 58-64
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2016.08.030
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 天然物生合成酵素によるキャリアータンパク質の認識機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正、工藤史貴、江口正
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 74 ページ: 382-387
  • NAID: 40020960033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the Fluvirucin B2 (Sch 38518) Biosynthetic Gene Cluster from Actinomadula fulva subsp. indica ATCC 53714: Substrate Specificity of β-amino Acid Selective Adenylating Enzyme FlvN. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A., Hayakawa, Y., Numakura, M., Hashimoto, J., Teruya,K., Hirano, T., Shin-ya, K., Kudo, F., Eguchi, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 80 号: 5 ページ: 902-910
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1132155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-based analysis of the molecular interactions between acyltransferase and acyl carrier protein in vicenistatin biosynthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A., Iwasawa, S., Shinohara, Y., Kudo, F., and Eguchi, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 113 号: 7 ページ: 1802-1807
  • DOI: 10.1073/pnas.1520042113
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Structural analysis of vicenistatin biosynthetic enzymes for elucidating the β-amino acid incorporation mechanism (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A., Kudo, F., and Eguchi, T.
  • 学会等名: Directing Biosynthesis V
  • 発表場所: イギリス
  • 国際学会
• [学会発表] ポリケタイド化合物の分子多様性を生み出す生合成酵素の構造機能研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学 (京都)
• [学会発表] Structural analysis of macrolactam biosynthetic enzymes (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A.
  • 学会等名: 2nd US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products for Young Researchers
  • 発表場所: 東京工業大学 (東京)
  • 国際学会
• [学会発表] ポリケタイド生合成酵素の構造機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正、工藤史貴、江口正
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会シンポジウム
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (札幌)
  • 年月日: 2016-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] ポリケタイド生合成におけるアシルキャリアータンパク質認識機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正、工藤史貴、江口正
  • 学会等名: 第60回日本薬学会関東支部大会
  • 発表場所: 東京大学 (東京)
  • 招待講演
• [学会発表] マクロラクタム抗生物質ビセニスタチン生合成に関わるアシル基転移酵素VinKの基質認識機構解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩沢翔平、宮永顕正、篠原雄治、工藤史貴、江口正
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀 (東京)
  • 年月日: 2015-10-15
• [学会発表] マクロラクタム抗生物質ビセニスタチン生合成酵素の構造機能解析に基づくβ-アミノ酸スターター部位構築機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正、篠原雄治、岩沢翔平、Jolanta Cieslak、工藤史貴、江口正
  • 学会等名: 第57回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 神奈川県民ホール (横浜)
  • 年月日: 2015-09-11