| 研究課題/領域番号 |
16370053
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
広津 建 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 特任教授 (10047269)
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| 研究分担者 |
宮原 郁子 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40271176)
江崎 信芳 京都大学, 化学研究所, 教授 (50135597)
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| キーワード | X線構造解析 / ビタミンB6 / ピリドキサール5'-リン酸 / PLP酵素 / ラセマーゼ / 基質認識 / 反応機構 |
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| 研究概要 |
D-セリンはN-methyl D-aspartate receptor (NMDA受容体)の内在性のコアゴニストであり、脳における興奮性の神経伝達にかかわっている。高等動物由来のピリドキサール5'-リン酸依存性のセリンラセマーゼは原形質アストロサイトに局在しており、L-セリンをD-セリンへ変換する反応、あるいはその逆の反応を触媒する。また、セリンラセマーゼはD-あるいはL-セリンのα,β脱離反応を触媒し、β位の水酸基を水として取り除き、ピルビン酸とアンモニアを生成する。ラセミ化と脱離の両反応は生体中でMg・ATPにより強く促進される。高等動物セリンラセマーゼのホモログである出芽酵母由来セリンラセマーゼの立体構造をX線解析法により決定した。これはセリンラセマーゼの最初の構造決定である。本酵素は2量体として存在し、各サブユニットは大小2つのドメインからなり、補酵素(ピリドキサール5'-リン酸)は大小ドメインのインターヘースに結合していた。基質が活性部位に接近すると、小ドメインが大ドメインに向かって約20°回転し、活性部位を閉じて基質を溶媒領域から隔離する。ATPはドメインインターフェースとサブユニットインターフェースが交差する部分に結合し、サブユニット間の相対配置を変化させていた。ただし、サブユニットそのもののコンフォメーションは変化していなかった。補酵素は複雑な水素結合ネットワークを通してATPに結ばれていた。closed型の酵素の活性部位は修飾されており‘補酵素-D-アラニン-Lys-57共有結合体'が生成していることが明らかになった。この修飾酵素はネイティブ酵素の約50%の活性を維持しており、この共有結合構造が活性中心として機能すると考えられる。L-セリンあるいはD-セリンと酵素との複合体モデルをコンピュータグラフィックスを用いて作成し、基質認識と反応機構を考察した。
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