| 研究課題/領域番号 |
16370053
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造生物化学
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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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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 分岐鎖アミノ酸転移酵素 / ガバペンチン / 向神経活性薬剤 / D-セリン / セリンラセマーゼ / NMDA受容体 / PLP酵素 / X線構造解析 |
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| 研究概要 |
分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素(BCAT)は分岐鎖アミノ酸のアミノ基をα-ケトグルタル酸に転移しケト酸とグルタミン酸を生成する反応を触媒する。サイトゾルBCATは神経系に存在し、ガバペンチンにより阻害される。一方、ミトコンドリアBCATはガバペンチンに阻害されない。BCATと向神経活性薬剤であるガバペンチンとの複合体の立体構造を、X線解析法により決定した。BCATは可動性ループをシフトさせて活性部位を広げることによって、嵩高いガバペンチンを空洞に取り込んでいた。サイトゾル酵素のガバペンチンに対する特性は次のように解釈できた。一つは活性部位の上部にある可動性ループが、サイトゾル酵素では、よりガバペンチンに接近することができることである。もう一つは、大ドメインと小ドメインの相対配置が、サイトゾル酵素では、より活性部位を狭めてガバペンチンと強く結合できるようにしていることである。
D-セリンは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PLP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。ラセミ化反応は生体中で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。ATPの結合はサブユニット間の相対配置を変化させ、ATPと補酵素は複雑な水素結合ネットワークを介して結ばれていた。closed型酵素は‘補酵素-D-アラニン-Lys-57共有結合体'持ち、この共有結合体が活性中心として機能すると考えられた。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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