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近年、種々の酵素やタンパク質分子内で、従来の翻訳後修飾(リン酸化等)の枠組みを超える化学的に高度な修飾を受けたアミノ酸側鎖が相次いで発見されてきた。中でも芳香族アミノ酸から生じる特殊な側鎖は配位子や補欠分子族(Protein-derived cofactor (PDC))として機能中枢を司るものが多く、その機能は多岐にわたる。TyrやTrpから派生したPDCはキノン型の求電子的な性質を始めとし、他の有機補因子にはない物理化学・触媒化学的に稀有な性質を示すことが分かっている。昨年度まで、本研究では従来の酵素で達成できない化学反応触媒を志向したCPDCを補因子とする高活性なラジカル酵素の創出に挑戦した結果、小さな分子量を持つキュピンタンパク質を土台とし様々な位置に導入したチロシンとシステイン間の架橋形成が可能であり、新規PDCの形成を確認できた。本年度ではこの形成確認とメカニズムの検討をより詳細に行った。特に、結晶構造解析を一層推し進め、形成された新規補因子はキノン骨格をもつことを示した。データ測定やクライオ条件をさらに検討し、構造の精密化を進め、占有率を高い精度で決定した。タンパク質結晶中でのみこのような新規補因子形成を確認したが、ポリエチレングリコール系で観測されなかった理由としては酸化分解されたポリエチレングリコールが還元的に作用する可能性が示唆された。Jeffamine系の沈殿剤ではこのような還元的な化合物が発生しにくく、はっきりとその形成を確認することができると考えられた。このように、今後、本研究結果を発展させ、様々なPDCを形成させることが可能になればタンパク質のさらなる機能化が期待される。
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