チオシアネート加水分解酵素コバルト反応中心の機能と形成の分子機構

• 研究課題/領域番号: 19350080
• 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: 生体関連化学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 尾高 雅文 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (20224248)
• 研究分担者: 養王田 正文 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (50250105) ; 山田 和弘 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 特任准教授 (90431973)
• 連携研究者: 養王田 正文 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (50250105) ; 山田 和弘 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 特任准教授 (90431973)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2008年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2007年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 加水分解酵素 / チオシアネート加水分解酵素 / ニトリルヒドラターゼ / 翻訳後修飾 / アクセサリー蛋白質 / 金属酵素 / 結晶構造解析 / 無細胞タンパク質合成

研究概要

チオシアネート加水分解酵素(SCNase)は、構造遺伝子下流に存在するアクセサリタンパク質P15Kによる触媒サブユニットへの金属イオンとシステイン酸化修飾の導入と他のサブユニットの会合が順に起こることで成熟することを明らかにした。また、SCNaseと類似の立体構造を持つニトリルヒドラターゼ(NHase)の基質特異性は基質ポケットの構造に依存していて、触媒機構は保存されていること、NHaseの触媒反応ではシステイン酸化修飾が重要な機能を有することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] アクリルアミド生産に使われる酵素反応の謎-ニトリルヒドラターゼの反応機構の解明- (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文, 養王田正文, 橋本浩一
  • 雑誌名: 現代化学 No.458 ページ: 51-58
  • NAID: 40016601553
• [雑誌論文] アクリルアミド生産反応の謎 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文
  • 雑誌名: 現代化学 458 ページ: 51-58
• [雑誌論文] Catalytic mechanism of nitrilehydratase proposed by time-resolved X-raycrystallography using a novel substrate tert-butylisonitrile (2008)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K., Suzuki, H.,Taniguchi, K., Noguchi, T., Yohda, M., andOdaka, M
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283(No.52) ページ: 36617-36623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel catalytic activity of nitrilehydratase from Rhodococcus sp (2008)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, K., Murata, K.,Murakami, Y., Takahashi, S., Nakamura, T.,Hashimoto, K., Koshino, K., Dohmae, N.,Yohda, M., Hirose, T., Maeda, M., and Odaka, M
  • 雑誌名: N771, J.Bioeng. Biosci. 106 ページ: 174-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and moleculardynamics simulation of archaeal prefoldin the molecular mechanism for binding andrecognition of nonnative substrate proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtaki A, Kida H, Miyata Y, Ide N, Yonezawa A, Arakawa T, Iizuka R,Noguchi K, Kita A, Odaka M, Miki K,Yohda M
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 376 ページ: 1130-1141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of aspartate racemasecomplexed with a dual substrate analogue, citric acid, and implications for the reactionmechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtaki A, Nakano Y, Iizuka R,Arakawa T, Yamada K, Odaka M, Yohda M
  • 雑誌名: Proteins 70 ページ: 1167-1174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic mechanism of nitrile hydratase proposed by time-resolved x-ray crystallography using a novel substrate, tert-butylisonitrile (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 36617-36623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel catalytic activity of nitrile hydratase from Rhodococcus sp. N77 1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Taniguchi
  • 雑誌名: Journal of Bioengineering and Bioscience 106 ページ: 174-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and molecular dynamics simulation of archaeal prefoldin : the molecularmechanism for binding and recognition of nonnative substrate proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Akashi Ohtaki
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 376 ページ: 1130-1141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of aspartate racemase complexed with a dual substrate analogue, citric acid, and implications for the reaction mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Akashi Ohtaki
  • 雑誌名: Proteins 70 ページ: 1130-1141
  • 査読あり
• [学会発表] 変異体結晶構造解析による鉄型Nitrile Hydratase 触媒反応機構の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中保明、橋本浩一、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-13
• [学会発表] 基質ポケット近傍アミノ酸残基のチオシアネート加水分解酵素基質特異性に対する影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 波間聡志、堀 祥太、荒川孝俊、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] コバルト型nitrile hydratase 成熟化における活性化タンパク質P14Kの機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水敏史、Cameron Rory A., 中山洋、笹木章雅、倉本幸、Cowan Don A.、堂前直、尾高雅文、養王田正文
  • 学会等名: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同年会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Maturation mechanism of a new nitrile hydratase family protein, thiocyanate hydrolase (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Odaka
  • 学会等名: the 4th Asian Biological InorganicChemistry Conference
  • 発表場所: 済州島
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] 活性イヒ蛋白質15Kによるチオシアネート加水分解酵素の成熟機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] コバルト型nitrile hydratase 成熟過程における活性化タンパク質P14Kの機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水敏史
  • 学会等名: 第3回バイオ化学関連合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] Maturation mechanism of a new nitrile hydratase family protein, thiocyanate hydrolase (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Odaka
  • 学会等名: The 9th European Biological ChemistryConference, EUROBIC 9
  • 発表場所: ボロツワフ
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Structural evidence for the catalytic mechanism of nitrile hydratase proposed bytime-resolved x-ray crystallography using a novel substrate. tert-butylisonitrile (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto
  • 学会等名: The 9th European Biological ChemistryConference, EUROBIC 9
  • 発表場所: ボロツワフ
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Delay-Time Resolved x-ray Crystallographic Analysis of ReactionMechanism of Nitrile Hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto
  • 学会等名: xxI Congress and General Assembly of TheInternational Union of Crystallography (IUCr)
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2008-08-26
• [学会発表] チォシアネート加水分解酵素の成熟機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾高 雅文
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-11
• [学会発表] Maturation mechanism of a new nitrile hydratase family protein, thiocyanate hydrolase (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Odaka, Shota Hori, Takatoshi Arakawa, Hiroshi Nakayaka, NaoshiDohmae, Hiroyuki Mino, Yoko Katayama,and Masafumi Yohda
  • 学会等名: The 4th Asian Biological InorganicChemistry Conference, ASBIC IV, Jeju
  • 発表場所: Korea, Nov
• [学会発表] 活性化蛋白質15Kによるチオシアネート加水分解酵素の成熟機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文・堀祥太・荒川孝俊・中山洋・堂前直・三野広幸・片山葉子・養王田正文
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会, 第58回錯体化学討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素基質特異性に対する基質ポケット近傍アミノ酸残基の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浪間聡志、堀祥太、荒川孝俊、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第3回バイオ化学関連合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 変異体結晶構造解析による鉄型Nitrile Hydratase触媒反応機構の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中保明、橋本浩一、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第3回バイオ化学関連合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] コバルト型nitrile hydratase成熟過程における活性化タンパク質P14K の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水敏史、Cameron Rory A.、中山 洋、笹木章雅、倉本幸、Cowan Don A.、堂前直、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第3回バイオ化学関連合同シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Maturation mechanismof a new nitrile hydratase familyprotein, thiocyanate hydrolase (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Odaka, Shota Hori, Takatosh Arakawa, Hiroshi Nakayaka, NaoshiDohmae, Hiroyuki Mino, Yoko Katayama,Masafumi Yohda
  • 学会等名: The 9th European Biological ChemistryConference, EUROBIC 9, Wroctaw
  • 発表場所: Poland
• [学会発表] Structural evidence for the catalyticmechanism of nitrile hydrataseproposed by time-resolved X-raycrystallography using a novelsubstrate, tert-butylisonitrile (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto, Hiroyuki Suzuki,Kayoko Taniguchi, Takumi Noguchi,Masafumi Yohda, Masafumi Odaka
  • 学会等名: The 9th European Biological ChemistryConference, EUROBIC 9, Wroctaw
  • 発表場所: Poland
• [学会発表] Delay-Time Resolved X-rayCrystallographic Analysis of ReactionMechanism of Nitrile Hydratase (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto, Hiroyuki Suzuki,Kayoko Taniguchi, Takumi Noguchi,Masafumi Yohda, Masafumi Odaka
  • 学会等名: XXI Congress and General Assembly of TheInternational Union of Crystallography(IUCr)
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] 全反射吸収赤外分光法と時間分割X線結晶構造解析 : ニトリルヒドラターゼの水和反応機構解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、鈴木博行、谷口佳代子、野口巧、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第35回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 兵庫
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文、堀祥太、荒川孝俊、片山葉子、中山洋、堂前直、三野広幸、養王田正文
  • 学会等名: 第35回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 兵庫
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文、堀祥太、荒川孝俊、中山 洋、堂前 直、三野広幸、片山葉子、養王田正文
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 基質ポケット近傍アミノ酸残基のチオシアネート加水分解酵素基質特異性に対する影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浪間聡志、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 変異体結晶構造解析によるFe-type Nitrile Hydratase触媒反応機構の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中保明、橋本浩一、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Molecular Mechanismfor Substrate Recognition ofPyrococcus Prefoldin Revealed byX-Lay Crystal Structure Analysis andMolecular Dynamics Simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Noguchi, Akashi Ohtaki,Yusuke Miyata, Hiroshi Kida, AkihiroYonezawa, Masafumi Odaka, Kunio Miki,Masafumi Yohda
  • 学会等名: The 5th Open Workshop "Chemistry ofBiological Processes Created by Waterand Biomolecules"
  • 発表場所: Nara, Jan
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼ触媒反応の時間分割結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本 浩一
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の清術かにおける活性化タンパク質P15Kの機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 堀 祥太
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼの触媒反応機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の立体構造とコバルト反応中心の構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] Maturation of thiocyanate hydrolase is promoted by its activator protein, P15K (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文
  • 学会等名: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: ウィーン
  • 年月日: 2007-07-15
• [学会発表] Delay time-resolved X-ray crystallographic study of Fe-type nitrie hydratase (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一
  • 学会等名: 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: ウィーン
  • 年月日: 2007-07-15
• [学会発表] 鉄型ニトリルヒドラターゼ触媒反応の時間分割X線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本 浩一
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟化中間状態複合体の単離と機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 堀 祥太
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟機構における活性化タンパク質P15Kの機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素変異体におけるコバルト中心構造の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荒川孝俊
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] Rhodococcus sp.N771由来アミターゼの機能および構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田憲亮
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-24
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼによる新規基質tert-butyl isocyanideの加水分解反応 ; ATR-FTIR法による生成物の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木博行、橋本浩一、養王田正文、尾高雅文、野口 巧
  • 学会等名: 生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 二トリルヒドラターゼ触媒反応の時間分割結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、鈴木博行、養王田正文、野口巧、尾高雅文
  • 学会等名: BMB2007第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟化における活性化タンパク質P15Kの機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 堀祥太、荒川孝俊、中山洋、片山葉子、堂前直、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: BMB2007第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の立体構造とコバルト反応中心の構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文、荒川孝俊、片岡慎吾、堀祥太、河野能顕、中山洋、片山葉子、堂前直、養王田正文、神谷信夫
  • 学会等名: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼの触媒反応機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、鈴木博行、養王田正文、野口巧、尾高雅文
  • 学会等名: 第54回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の立体構造とコバルト反応中心の構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文、荒川孝俊、片岡慎吾、堀祥太、養王田正文、片山葉子、河野能顕、中山洋、堂前直、神谷信夫
  • 学会等名: 第54回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Maturation of thiocyanate hydrolase is promoted byits activator protein, P15K (2007)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Odaka, Takatoshi Arakawa,Shota Hori, Hiroyuki Mino, YokoKatayama, Hiroshi Nakayama, NaoshiDohmae, Masafumi Yohda
  • 学会等名: 13th International conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Wein
• [学会発表] Delay time-resolved X-ray crystallographic study of Fe-type nitrile hydratase (2007)
  • 著者名/発表者名: Koichi Hashimoto, Masafumi Yohda,Masafumi Odaka
  • 学会等名: 13th International conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Wein
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼの時間分割X線結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第34回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ニトリルヒドラターゼファミリーのニューフェイス : チオシアネート加水分解酵素 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荒川孝俊、河野能顕、片岡慎吾、片山葉子、神谷信夫、養王田正文、尾高雅文
  • 学会等名: 第34回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] チオシアネート加水分解酵素の成熟機構における活性化タンパク質P15Kの機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾高雅文、荒川孝俊、堀祥太、三野広幸、片山葉子、中山洋、堂前直、養王田正文
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台