| 研究課題/領域番号 |
16K18501
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
構造生物化学
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| 研究機関 | 東北大学 (2017-2018)
富山大学 (2016) |
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研究代表者 |
松井 崇 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (30463582)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | プレニル基転移酵素 / LC-MS / 機能解析 / 生合成酵素 / 放線菌 / 結晶構造解析 / X線結晶構造解析 / タンパク質 / 結晶構造 |
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| 研究成果の概要 |
放線菌由来抗生物質の生合成に関与する本酵素はアミノ酸配列相同性解析からプレニル基合成酵素ファミリーに属する蛋白質であると示唆されたが，基質や触媒残基、触媒反応機構は不明であった．そこで，本酵素遺伝子を大腸菌異種発現系に導入し大量発現させた．また，単離精製した酵素を結晶化し，また，基質と推定される化合物と混合し酵素反応させLC-MSで解析することで機能解析を実施した．
その結果，結晶化により本酵素の低分解能な回折像を得ることに成功し，さらに，機能解析の結果，インドール環を持ついくつかの化合物に対し，ファルネシル基を付加可能な基質寛容性を持つプレニル基転移酵素であることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では抗生物質生産に関与する生合成酵素のうち，遺伝子解析から抗生物質の基本骨格を形成すると予想された酵素をターゲットとした．本酵素を精製して実際に基本骨格を形成する酵素であることを立証したのは本研究がはじめてである．また，本研究から，本酵素は一つの化合物のみを限定して化学変換する酵素ではなく，受け入れる化合物には一定の許容範囲が存在することが立証された．今後，この基質認識機構の特徴を活かし，本酵素の機能を改変することで全く新規な骨格を有する有用化合物を創出する応用研究へと発展させることで，社会問題である感染症やガンなどに対する医薬品等への展開を目指す．
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