細菌アロステリックＬ－乳酸脱水素酵素の恒常的高活性型酵素への変換

• 研究課題/領域番号: 23580120
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 田口 速男 東京理科大学, 理工学部, 教授 (90188136)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: アロステリック特性 / 乳酸脱水素酵素

研究概要

LCLDHにおいて、S67E、N68D、E178K、A235K置換は相加的にFBP非依存的活性を上昇させ、結晶解析により、置換残基がQ軸間に塩橋を形成することが示された。LPLDHでは、Asp68の置換によって基質結合にホモトロピックなアロステリック協同性が生じた。TCLDHでは、LCLDHと同様な置換（Q変異）はVmax値を増大させ、R173QとR216Lの置換（P変異）は基質Km値を顕著に減少させ、両変異はFBP非依存的活性と熱安定性を加算的に上昇させた。これらの解析から、LCLDHとTCLDHは異なる構造変化を起こし、恒常的活性化には異なる設計が有効であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] The crystal structure of D-mandelate dehydrogenase reveals its distinct substrate and coenzyme recognition mechanisms from those of 2-ketopantoate reductase (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮永顕正、藤澤伸介、古川那由太、荒井一人、中島将博、田口速男
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 439巻 号: 5 ページ: 109-114
  • DOI: 10.1093/jb/mvr100
  • 査読あり
• [雑誌論文] The crystal structure of D-mandelate dehydrogenase reveals its distinct substrate and coenzyme recognition mechanisms from those of 2-ketopantoate reductase (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga, A., Fujisawa, S., Furukawa, N., Arai, K., Nakajima, M., Taguchi, H..
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 439 号: 1 ページ: 109-114
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.08.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] A molecular design that stabilizes active state in bacterial allosteric L-lactate dehydrogenases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arai K, Ichikawa J, Nonaka S, Miyanaga A, Uchikoba H, Fushinobu S, Taguchi H.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 150 ページ: 579-591
  • NAID: 10030588868
  • 査読あり
• [学会発表] グラム陰性細菌D型乳酸脱水素酵素の機能・構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎・明治大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] Tetragenococcus halophilus由来D型マンデル酸脱水素酵素ホモログの酵素学的性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田一弘、古川那由太、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 川崎・明治大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] グラム陰性細菌D型乳酸脱水素酵素の機能・構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] Tetragenococcus halophilus 由来D型マンデル酸脱水素酵素ホモログの酵素学的性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田一弘、古川那由太、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2014年度大会
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] グラム陰性細菌D型乳酸脱水素酵素におけるアロステリック調節の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太,戸川美里,宮永顕正,中島将博,田口速男
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Pseudomonas aeruginosa由来D型乳酸脱水素酵素の機能-構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取・とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] 高度好熱性細菌Thermus caldophilus由来耐熱性アロステリック乳酸脱水素酵素の恒常的高活性化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池原洋子、荒井一人、大野忠、古川那由太、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取・とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] 細菌アロステリック乳酸脱水素酵素の恒常的高活性型酵素への変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口速男、池原洋子、宗田亮輔、室井千尋、荒井一人、宮永顕正、中島将博
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] グラム陰性菌由来アロステリック型D-乳酸脱水素酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Pseudomonas aeruginosa由来D型乳酸脱水素酵素の機能-構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] 高度好熱性細菌Thermus caldophilus由来耐熱性アロステリック乳酸脱水素酵素の恒常的高活性化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池原洋子、荒井一人、大野忠、古川那由太、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] グラム陰性細菌D型乳酸脱水素酵素におけるアロステリック調節の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Listeria innocura由来の新規酵素1,2-β-D-オリゴグルカンホスホリラーゼの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊泉大幸、阿部紘一、中島将博、田口速男、平石正男、五十嵐圭日子、鮫島正浩、北岡本光
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] グラム陰性菌由来アロステリック型D-乳酸脱水素酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、戸川美里、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 細菌アロステリック乳酸脱水素酵素の恒常的高活性型酵素への変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口速男、池原洋子、宗田亮輔、室井千尋、荒井一人、宮永顕正、中島将博
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Enterococcus faecalis IAM10071由来D型マンデル酸脱水素酵素の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤澤伸介、宮永顕正、古川那由太、荒井一人、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡・福岡国際会議場・福岡マリンメッセ
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] 乳酸菌Lactobacillus caseiのL型乳酸脱水素酵素のサブユニット間の変異導入による調節特性の改変 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宗田亮輔、野中真太、市川淳、片山正顕、荒井一人、宮永顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡・福岡国際会議場・福岡マリンメッセ
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] 好気性高度好熱菌Thermus caldophilus由来L型乳酸脱水素酵素のサブユニット間の変異導入によるアロステリック調節特性の改変 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池原洋子、藤井敦彦、三宅辰也、宮永顕正、荒井一人、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡・福岡国際会議場・福岡マリンメッセ
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] 醸造乳酸菌由来L型乳酸脱水素酵素の酵素学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太,山田美穂,折重広大,市毛朝雄,小山泰二,藤田信之,荒井一人,宮永顕正,中島将博,田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡・福岡国際会議場・福岡マリンメッセ
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] 耐塩性乳酸菌Tetragenococcus halophilus由来のLDHの精製と性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折重広大、山田美穂、市毛朝雄、小山泰二、藤田信之、荒井一人、宮永顕正、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都・京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Enterococcus属乳酸菌のD型マンデル酸脱水素酵素の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋葉、藤澤伸介、宮永顕正、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都・京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 醸造乳酸菌由来L型乳酸脱水素酵素の酵素学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川那由太、山田美穂、折重広大、市毛朝雄、小山泰二、藤田信之、荒井 一人、宮永 顕正、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 好気性高度好熱菌 Thermus caldophilus 由来L型乳酸脱水素酵素のサブユニット間の変異導入によるアロステリック調節特性の改変 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池原洋子、藤井敦彦、三宅辰也、宮永顕正、荒井一人、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 乳酸菌 Lactobacillus caseiのL型乳酸脱水素酵素のサブユニット間の変異導入によるアロステリック調節特性の改変 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宗田 亮輔, 野中 真太, 市川 淳, 片山 正顕, 荒井 一人, 宮永 顕正, 中島 将博, 田口 速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Enterococcus faecalis IAM10071株由来 D型マンデル酸脱水素酵素の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤澤伸介、宮永顕正、古川那由太、荒井一人、中島将博、田口速男
  • 学会等名: 日本生化学会第86回大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Enterococcus属乳酸菌のD型マンデル酸脱水素酵素の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋葉、藤澤伸介、宮永顕正、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 耐塩性乳酸菌Tetragenococcus halophilus由来のLDHの精製と性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折重広大、山田美穂、市毛朝雄、小山泰二、藤田信之、荒井一人、宮永顕正、田口速男
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 京都