| 研究課題/領域番号 |
20J13080
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分38040:生物有機化学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
千菅 太一 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | ポリケチド合成酵素 / 天然物生合成 / タンパク質間相互作用 / クロスリンク / 結晶構造解析 / 単粒子解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、モジュール型ポリケチド合成酵素 (modular PKS) 中のアシルキャリアドメインタンパク質 (ACP) ドメインと各触媒ドメイン間の相互作用解明 (すなわち詳細な反応機構解明) およびその全体構造決定を目的とする。天然物ポリケチド化合物は多様な生理活性を有する化合物群であり、それに起因する多彩な骨格構造の多くはmodular PKSにより構築される。modular PKSは複数の触媒ドメインを有する巨大タンパク質である。その全体構造および詳細な反応機構の解明は、modular PKSの改変による自由自在な非天然新規ポリケチド化合物の創出につながることが期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究はmodular型ポリケチド合成酵素 (PKS) のmodule全体構造の解明とその触媒ドメイン-アシルキャリアータンパク質 (ACP) ドメイン間の相互作用の解明を目的とする。本年度では”module全体構造の解明”を目指し、ケト合成酵素様脱炭酸酵素 (KSQ) ドメインを含むloading moduleの機能構造解析に着手した。KSQドメインはマロニル-ACPの脱炭酸反応を触媒することが予想されるがその機能解析例はなかったため、Streptomyces graminofaciens A-8890が生産する抗生物質FD-891の生合成に関わるPKS GfsAのloading module (KSQ -AT-ACP) を機能構造解析を行った。GfsA KSQドメインの機能解析に向け、その推定基質マロニル-GfsA ACPとの酵素反応を試みたところ脱炭酸活性を検出することができた。次にKSQドメインの脱炭酸反応の機構解明を目指し、GfsA KSQ-ATの2つのドメインからなるタンパク質のX線結晶構造解析を試みた。その結果、KSQドメインに基質を模したニトロアセチルパンテテインアミドが結合した複合体構造を決定することに成功した。この構造情報をもとにGfsA KSQドメインに対する部位特異的変異体解析を行い、その推定反応機構を提唱することができた (ACS Chem. Biol., 2022, 17, 198-206.)。
続いて、loading module全体構造の解明に向けGfsA ACP=KSQ-AT複合体 (=; クロスリンクによる共有結合を介した複合体を意味する) の調製を試みた。検討の結果、パンテテインアミド型プローブを用いることでクロスリンク複合体を調製でき、その結晶化に成功した。今後X線結晶構造解析を試み、loading module全体構造の解明を目指す。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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