基質と酵素間の精密構造認識と反応機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04220103
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小倉 協三 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80006303)
• 研究分担者: 左右田 健次 京都大学, 化学研究所, 教授 (30027023) ; 中嶋 暉躬 東京大学, 薬学部, 教授 (50012597) ; 三川 潮 東京大学, 薬学部, 教授 (60012613)
• キーワード: 耐熱性酵素 / プレニルトランスフェラーゼ / D-アミノ酸 / トランスアミナーゼ / マストパラン / 遺伝子クローニング / フラボノイド / 生合成

研究概要

小倉らは前年度成功した中等度好熱性細菌のファルネシル二リン酸合成酵素の大腸菌における大量発現に引き続き、この耐熱酵素の結晶化に成功した。単結晶の成長は最大0.8mmの長さに達し、X線回折による三次元構造の解析が可能であるという予備的データが得られた。一方、この酵素の一次構造を大腸菌および種々の真核生物由来のそれらと比較しながら、高度に保存されている部位のアミノ酸に着目して部位特異的変異を導入した。得られたさまざまな変異体の触媒機能や耐熱性を調べて、反応機構の理解を飛躍的に深めることができた。左右田らも好熱性細菌由来の酵素を追求し、Bacillus sp.YM-1のD-アミノ酸トランスアミナーゼは大腸菌のL-分岐鎖アミノ酸トランスアミナーゼと高い相同性をもつことを見いだした。また、両酵素反応における補酵素ピリドキサルリン酸のC-4'位水素のプロトン付加および引き抜き反応の立体化学は、いずれの場合も、従来知られるトランスアミナーゼのそれとは逆の面、すなわち、re-面であることを明らかにした。中嶋らは、マストパランのε-ダンシルLys体は特異的にウニ卵受精膜を上昇させることを発見した。また受精膜上昇に伴い、卵内の染色体の凝集も起り、このペプチドが受精卵と類似の卵細胞内変化を惹き起こすことがわかった。三川らは植物に広く存在するフラボノイドの生合成に関与する酵素類の研究を進展させて、カルコン合成酵素、カルコン-フラボン異性化酵素、2-ヒドロキシイソフラボン合成酵素などに関する知見を深めた。

研究成果

• [文献書誌] H.Sagami: "Studies on Geranylgeranyl Diphosphate Synthase from Rat Liver" Arch.Biochem.Biophys.297. 314-320 (1992)
• [文献書誌] T.Gotoh: "Farnesyl Diphosphate Synthase and Solanesyl Diphosphate Synthase Reactions of Diphosphate-Modified Allylic Analogs" J.Biochem.112. 20-27 (1992)
• [文献書誌] H.Sagami: "Separation of Dolichol from Dehydrodolichol by a Simple Two-Plate Thin-Layer Chromatography" J.Lipid.Res.33. 1857-1862 (1992)
• [文献書誌] S.Ohnuma: "Chain Length Distribution of the Products Formed in Solanesyl Diphosphate Synthase Reaction" J.Biochem.112. 743-749 (1992)
• [文献書誌] T.Koyama: "Thermostable Farnesyl Diphosphate Synthase of Bacillus Stearothermophilus:Molecular Cloning,Sequence Determination,Overproduction,and Purification" J.Biochem.113. 355-363 (1993)
• [文献書誌] H.Sagami: "Formation of Dolichol from Dehydrodolichol is Catalyzed by NADPH-Dependent Reductase Localized in Microsomes of Rat Liver" J.Biol.Chem.
• [文献書誌] K.Saito: "Peptidic Calmodulin Antagonist of a New Category" Peptide Chem.
• [文献書誌] N.Nagano: "Mastoparan Analog to Elevate Fertilization Membrane of Sea Urchin Eggs" Peptide Chem.
• [文献書誌] Alvaro Martinez del Pozo: "Inactivation of Dimeric D-Amino Acid Transaminase by a Normal Substrate through Formation of an Unproductive Coenzyme Adduct in One Subunit" Biochemistry. 31. 6018-6023 (1992)
• [文献書誌] T.Yoshimura: "Partial Reactions of Bacterial D-Amino Acid Transaminase with Asparagine Substituted for Lysine That Binds Coenzyme Pyridoxal 5'-Phosphate" Biochemistry. 31. 11748-11754 (1992)
• [文献書誌] T.Yoshimura: "Unique Stereospecificity of D-Amino Acid Aminotransferase and Branched-Chain L-Amino Acid Aminotransferase for C-4' Hydrogen Transfer of the Coenzyme" J.Am.Chem.Soc.
• [文献書誌] T.Hakamatsuka: "Isoflavone Dimers from Yeast Extract-Treated Cell Suspension Cultures of Pueraria lobata" Z.Naturforsch.47c. 177-182 (1992)
• [文献書誌] Hyung-Hwan Park: "Isoflavone Glucosides Exist as Their Esters in Pueraria lobata and Its Cell Suspension Cultures" Chem.Pharm.Bull.40. 1978-1980 (1992)
• [文献書誌] K.Soda: "Proceeding of the 1st International Congress in Vitamins and Biofactors in Life Science in Kobe,1991" Center for Academic Publications Japan, 606 (1992)