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ピリドキサル5'ーリン酸(PLP)を補酵素とするトランスアミナーゼはアミノ酸とケト酸の間のアミノ基転移を触媒する。この際、補酵素C-4'と基質α位炭素の間で水素転移反応が起こるが、これが補酵素4'炭素を基準にしてsi面上で特異的に起こる場合、re面上で特異的に起こる場合、あるいは立体非特異的に起こる場合の3つの可能性が存在する。この立体特異性は、水素転移を行う触媒基と補酵素の位置関係によって決定されるため、酵素の活性中心構造ひいてはその分子進化を反映するものと考えられる。本研究ではC-4'位を立体特異的にトリチウム化したピリドキサミン5'ーリン酸(PMP)を用いて、種々のPLP酵素の触媒する水素転移反応についてその立体特異性を決定し、これら酵素の活性中心構造について考察した。第一に、一次構造に基づくトランスアミナーゼの分類上IV類に属するホスホセリントランスアミナーゼの触媒する水素転位反応がsi面上で特異的に進行することを明らかにした。本酵素は一次構造および三次構造上、I類のアスパラギン酸トランスアミナーゼ、II類のオルニチントランスアミナーゼに相同性が高いが、水素転位反応の立体特異性もこれら2酵素と一致をみた。また本研究ではD-アミノ酸トランスアミナーゼの補酵素近傍の残基の変異がこの立体特異性に及ぼす影響について検討した。さらにPLP依存性のアミノ酸ラセマーゼ、アラニンラセマーゼが副反応として触媒するアミノ基転移反応に際する上記立体化学を決定し、これがトランスアミナーゼの場合とは異なり、立体非特異的に起こることを明らかにした。この結果ラセマーゼでは、予想されていたようにπ電子中間体に対して両面からの水素付加が起こることが立証された。
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