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2007 年度 実績報告書

ペプチド・ビルトイン型キノン補酵素の生合成機構と触媒機能

研究課題

研究課題/領域番号 18370043
研究機関大阪大学

研究代表者

谷澤 克行  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20133134)

研究分担者 岡島 俊英  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10247968)
キーワード銅アミン酸化酵素 / トパキノン / ビルトイン型キノン補酵素 / キノヘムプロテイン / 分子内チオエーテル架橋 / 翻訳後修飾 / X線結晶解析 / 酵素解媒機構
研究概要

銅含有アミン酸化酵素は、種々の一級アミン類の酸化的脱アミノ反応を触媒する酵素であり、多くの動植物、微生物に存在している。本酵素の活性中心には2価銅イオンとビルトイン型キノン補酵素TPQを含有する。我々はこれまでに、前駆体タンパク質中のTyr残基が銅イオンの存在下で自己触媒的に酸化されてTPQに変換されることを明らかにしてきた。一方、コラーゲンやエラスチンなどのタンパク質中のLys残基を酸化して分子間架橋反応を触媒するペプチジルリジン酸化酵素にも、Tyr残基由来のキノン型補酵素(LTQ)が見いだされている。LTQは、キノン環のC-2位に同一タンパク質内のLys残基のアミノ基が共有結合して分子内架橋構造をとっている点でTPQと異なる。本年度は、LTQの生成機構を解明する手がかりを得ることを目的として、銅アミン酸化酵素の触媒基であるAsp残基(D298)を部位特異的変異導入によりLys残基に置換し、キノン補酵素生成に及ぼす影響を検討した。均一に精製したD298K変異型酵素の前駆体タンパク質を中性pH、好気的条件下で銅イオンと反応させたところ、反応の初期過程ではTPQに由来する485nmの吸収ピークを示す野生型酵素と同様のスペクトルを生成したが、時間とともに吸収ピークは短波長側(450nm)にシフトした。また、pH10以上の溶液中では、長波長側(525nm)に吸収ピークをもつ発色団が生成した。450nmの発色団は、キノン染色で検出されることから何らかのキノン化合物であると考えられた。さらに、共鳴ラマンスペクトルはTPQとかなり異なり、むしろLTQに近かった。これらの結果より、D298K変異型酵素ではK298のε-アミノ基がドパキノン中間体またはTPQのC-2位を攻撃してLTQもしくはLTQに類似したキノン体を生成すると考えられた。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Trapping of a Dopaquinone Intermediate in the TPQ Cofactor Biogenesis in a Copper-containing Amine Oxidase from Arthrobacter globiformis.2007

    • 著者名/発表者名
      Moore, R. H., Spies, M. A., Culpepper, M.B., Murakawa, T., Hirota, S., Okajima, T., Tanizawa K., and Mure M.
    • 雑誌名

      J. Am, Chem. Soc. 129

      ページ: 11524-11534

    • 査読あり
  • [学会発表] Conformational Flexibility of the TPQ Cofactor in Bacterial Copper Amine Oxidase2008

    • 著者名/発表者名
      岡島俊英、中西将太、村川武志、林秀行、谷澤克行
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Protein Derived Cofactors, Radicals and Quinones
    • 発表場所
      Ventura, California, USA
    • 年月日
      20080121-25
  • [学会発表] A Subtilisin-like Protease Essential fbr the Biogenesis of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase2008

    • 著者名/発表者名
      岡島俊英、小野和利、長見篤、新山真由美、谷澤克行
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Protein Derived Cofactors, Radicals and Quinones
    • 発表場所
      Ventura, California, USA
    • 年月日
      20080121-25
  • [学会発表] Structural Basis for Stereospecific Proton Abstraction of Bacterial Copper Amine Oxidase2007

    • 著者名/発表者名
      岡島俊英、村川武志、邱彦成、多喜正泰、山本行男、林秀行、谷澤克行
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京都
    • 年月日
      20070910-13
  • [学会発表] Involvement of a Putative Subtilisin-like Protease in the Biogenesis of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase2007

    • 著者名/発表者名
      小野和利、岡島俊英、黒田俊一、谷澤克行
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2007-12-11
  • [学会発表] 銅含有アミン酸化酵素の触媒機構における保存性Asn残基の役割2007

    • 著者名/発表者名
      中西将太、岡島俊英、村川武志、林秀行、黒田俊一、谷澤克行
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2007-12-11
  • [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素のγ-サブユニットの構造形成機構2007

    • 著者名/発表者名
      新山真由美、小野和利、長見篤、黒田俊一、岡島俊英、谷澤克行
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2007-12-11
  • [学会発表] キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の分子内チオエーテル架橋の形成機構と構造的役割2007

    • 著者名/発表者名
      長見篤、小野和利、新山真由美、黒田俊一、岡島俊英、谷澤克行
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2007-12-11
  • [備考]

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/smb/tpq2.htm

  • [備考]

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/smb/new_page_9.htm

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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