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2016 年度 実績報告書

ユニークな基質特異性を持つアシル基転移酵素の構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K18679
研究機関東京工業大学

研究代表者

宮永 顕正  東京工業大学, 理学院, 助教 (10623126)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード微生物酵素 / 結晶構造解析 / ポリケタイド合成酵素 / アシル基転移酵素 / アシルキャリアータンパク質
研究実績の概要

マクロラクタム抗生物質ビセニスタチン生合成において、開始基質である3-アミノイソブタン酸ユニットはアラニル化されジペプチド体となった後、アシル基転移酵素VinKによってポリケタイド合成酵素上のアシルキャリアータンパク質(ACP)ドメインへと受け渡される。このアラニル基は最終生成物には含まれず、ポリケタイド伸長反応中の非酵素的な環化反応を防ぐ役割をしていると考えられる。この非酵素的な環化反応を防ぐために、VinKはアラニル化されたジペプチド体を選択的にポリケタイド合成酵素に受け渡す必要があると考えられる。実際に、VinKは3-アミノイソブタン酸の転移活性は低いのに対し、3-アミノイソブタン酸のアミノ基がアラニル化されたジペプチド体の転移活性は高いことから末端のアラニル基を認識していると考えられる。このようなジペプチド選択性は既知のアシル基転移酵素には見られない性質であり、ジペプチド認識機構に興味が持たれた。
本年度はVinKのジペプチド認識機構を明らかにすべく、VinKとジペプチド体アナログの複合体の結晶構造解析を試みた。しかし、共結晶を得ることはできなかった。そこで、ドッキング解析結果に基づき、ジペプチド末端のアラニル基と相互作用すると考えられたアミノ酸残基の変異体を作製し、アシル基転移活性を測定した。その結果、Glu109とSer266の変異体では転移活性が低下したことから、これらの残基がアラニル基の認識に関わっていると考えられた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mechanisms of β-Amino Acid incorporation in Polyketide Macrolactam Biosynthesis.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyanaga, A., Kudo, F., and Eguchi, T.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Chem. Biol.

      巻: 35 ページ: 58-64

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2016.08.030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 天然物生合成酵素によるキャリアータンパク質の認識機構2016

    • 著者名/発表者名
      宮永顕正、工藤史貴、江口正
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 74 ページ: 382-387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the Fluvirucin B2 (Sch 38518) Biosynthetic Gene Cluster from Actinomadula fulva subsp. indica ATCC 53714: Substrate Specificity of β-amino Acid Selective Adenylating Enzyme FlvN.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyanaga, A., Hayakawa, Y., Numakura, M., Hashimoto, J., Teruya,K., Hirano, T., Shin-ya, K., Kudo, F., Eguchi, T.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 80 ページ: 902-910

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1132155

    • 査読あり
  • [学会発表] Structural analysis of vicenistatin biosynthetic enzymes for elucidating the β-amino acid incorporation mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      Miyanaga, A., Kudo, F., and Eguchi, T.
    • 学会等名
      Directing Biosynthesis V
    • 発表場所
      イギリス
    • 年月日
      2017-03-23 – 2017-03-23
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリケタイド化合物の分子多様性を生み出す生合成酵素の構造機能研究2017

    • 著者名/発表者名
      宮永顕正
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学 (京都)
    • 年月日
      2017-03-18 – 2017-03-18
  • [学会発表] Structural analysis of macrolactam biosynthetic enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Miyanaga, A.
    • 学会等名
      2nd US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products for Young Researchers
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京)
    • 年月日
      2017-03-05 – 2017-03-05
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリケタイド生合成におけるアシルキャリアータンパク質認識機構2016

    • 著者名/発表者名
      宮永顕正、工藤史貴、江口正
    • 学会等名
      第60回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京大学 (東京)
    • 年月日
      2016-09-17 – 2016-09-17
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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