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2021 年度 実績報告書

医薬資源として有望なヒドロキサム酸を合成する酵素の機構解明と合理的改変法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19J00870
研究機関東京大学

研究代表者

永田 隆平  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワードX線結晶構造解析 / トリコスタチンA / 放線菌
研究実績の概要

2021年度は、トリコスタチンAの末端ヒドロキサム酸基の生合成を担う酵素TsnB9の構造解析に成功した。前年度までに取得していたTsnB9のX線回折データを用いて、タンパク質立体構造予測プログラムAlphaFoldで構築したモデル構造を使った分子置換法によって、TsnB9の結晶構造を決定した。TsnB9の全体構造は、N末ドメインとC末ドメインの2つに分かれ、N末ドメインの構造はホモログ酵素であるアスパラギン合成酵素AsnBのものとよく似ていた。一方、TsnB9のC末ドメインは挿入配列によってAsnBのものよりも大きくなっていた。特に、TsnB9のN末ドメインの一部が立体構造的にはC末ドメインの一部を形成している点が興味深かった。TsnB9のC末ドメインのポケットは、AsnBのものよりも大きく、ポケットの奥には複数の芳香族性アミノ酸残基をもっていた。これらの残基はトリコスタチン酸の芳香環部位の認識に重要だと考えられ、このことは前年度に得られたTsnB9の基質特異性の解析結果とも合致する。
研究期間3年間で、ヒドロキサム酸基生合成の最後の反応の詳細を明らかにした。上記のTsnB9の結晶構造や前年度までに得られた基質特異性の解析結果は、今後のTsnB9の基質特異性改変の基礎になると考えている。また、日本結晶学会および日本農芸化学会にて、ここまでに得られた成果を発表した。

この他に、スクアレン合成酵素とよく似たカルバゾールプレニル基転移酵素の機能解析を行った。その結果は、共同研究者が行った結晶構造解析の結果とともに、Angewandte Chemie International Editionにて誌上発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [雑誌論文] Structural Basis for the Prenylation Reaction of Carbazole‐Containing Natural Products Catalyzed by Squalene Synthase‐Like Enzymes2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Ryuhei、Suemune Hironori、Kobayashi Masaya、Shinada Tetsuro、Shin‐ya Kazuo、Nishiyama Makoto、Hino Tomoya、Sato Yusuke、Kuzuyama Tomohisa、Nagano Shingo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/anie.202117430

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒドロキサム酸基の生合成を担う酵素TsnB9の基質認識機構に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      永田隆平、西山真、葛山智久
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 末端ヒドロキサム酸基を合成する放線菌由来酵素TsnB9の基質認識機構に関する構造生物学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      永田隆平、西山真、葛山智久
    • 学会等名
      日本結晶学会令和3年度大会
  • [備考] 2つの酵素の特徴をあわせ持つ酵素の反応機構の解明

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20220315-1.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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