| 研究課題/領域番号 |
18K05326
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 久留米大学 |
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研究代表者 |
佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
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| 研究分担者 |
杉島 正一 久留米大学, 医学部, 准教授 (30379292)
塚口 舞 (古澤舞) 久留米大学, 医学部, 助教 (40624094)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ヘム生合成 / ポルフィリン生合成 / テトラピロール / Ｘ線結晶構造解析 / 酵素反応機構 / 結晶構造解析 / タンパク質間相互作用 |
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| 研究成果の概要 |
8種の酵素が進める動物のヘム生合成経路のうち、第3段階で働くヒドロキシメチルビランシンターゼ（HMBS）は、ジピロメタン補因子に4分子の基質を順次縮合して生成物を合成する。本研究では、テトラピロールの構築について理解を深めるため、HMBSの反応機構について構造生物学的手法により検討した。ホロ型および補因子に1~4分子の基質を連結した反応中間体（ES1~ES4）を単離し、そのうちのホロ型とES2、またそれらと基質誘導体との複合体について結晶構造解析に成功した。得られた立体構造からHMBS反応の分子機構を考察した。特にピロール鎖の構築は、単一の基質結合部位での縮合反応の繰り返しで進むと判明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヘム生合成経路においてピロール環を含む基質4分子からテトラピロールを構築する酵素HMBSが、どのように基質を捕らえて連結していくのかについて、基質誘導体との複合体の立体構造に基づいて示すことができた。このHMBSの基質結合部位に基質誘導体が結合した複合体の立体構造は、本研究で初めて明らかになったものである。研究成果は、ヘム生合成が遺伝的に障害されてポルフィリン前駆体が蓄積するポルフィリン症の原因の理解につながるものと期待される。
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