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本研究は酵素的交差反応性に着目し、本来の補欠分子とは異なる金属に結合した状態の酵素タンパク質を作製し、その新規な反応性を得ることを目的としている。本年度は初年度であるため、まずは基盤となる対象タンパク質の調整法確立を行った。その後、構造の類似したタンパク質であるが、機能の異なるファミリーが存在する酵素群に注目し、同じタンパク質骨格を用いて複数の機能、特に酵素活性を発現させることを目標とした。タンパク質骨格として金属結合選択性が寛容な二核亜鉛中心をもつ金属β-ラクタマーゼ、酸素との結合能を有する二核銅中心を持つタイプIII銅タンパク質を選択した。前者については銅置換組み換え体を調整するための発現系および精製系を確立した。その結果、得られた銅置換体はカテコール誘導体に対して酸化活性を有することが明らかになった。速度論的な特性評価を行い、反応機構の解明とともに、分光学的特徴や酸化還元挙動などの検討をおこない、さらには酸素との反応性を確認し、その活性種について考察を加えた。また、後者についてはコバルト置換体を作製し、得られた置換体について、前者と同様にカテコール誘導体に対して酸化活性を発揮することが分かった。また、分光学的特徴に関しても議論を行った。今後は、配位子となっているアミノ酸残基に部位特異的変異を導入することで補因子である金属との結合能に摂動を与えるとともに他のタンパク質テンプレートにも同様の実験を試み、酸化活性の変化を観測する予定である。
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