代謝工学利用を目指したアーキア由来新奇メバロン酸経路の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23580111
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 邊見 久 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60302189)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 酵素 / 微生物 / 生体分子 / イソプレノイド / メバロン酸経路 / アーキア

研究概要

一部反応が未同定であったアーキアのメバロン酸経路について、無細胞抽出液による放射標識基質の変換試験や、既知酵素ホモログの機能同定を行った。その結果、Sulfolobus属アーキアからはアーキアにおいて例外的な古典的メバロン酸経路を、Thermoplasma属アーキアからは3-ホスホメバロン酸を経由する新奇な変形メバロン酸経路を見出した。
また、Sulfolobus属アーキア由来のタイプ２イソペンテニル二リン酸イソメラーゼとジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼについてX線結晶構造解析を進め、得られた構造および種々の分析結果から、新奇な触媒機構や活性制御機構、および耐熱化機構を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] (R)-mevalonate 3-phosphate is an intermediate of the mevalonate pathway in Thermoplasma acidophilum (2014)
  • 著者名/発表者名: Azami, Y., Hattori, A., Nishimura, H., Kawaide, H., Yoshimura, T. & Hemmi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical evidence supporting the presence of the classical mevalonate pathway in the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus solfataricus (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, H., Azami, Y., Miyagawa, M., Hashimoto, C., Yoshimura, T. & Hemmi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: vol. 153 ページ: 415-420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate-induced change in the quaternary structure of type 2 isopentenyl diphosphate isomerase from Sulfolobus shibatae (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakatani, H., Goda, S., Unno, H., Nagai, T., Yoshimura, T. & Hemmi, H.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: vol. 194 ページ: 3216-3224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent modification of reduced flavin mononucleotide in type-2 isopentenyl diphosphate isomerase by active-site-directed inhibitors (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Unno, H., Janczak, M.W., Yoshimura, T., Poulter, C.D. & Hemmi, H.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: vol. 108 ページ: 20461-20466
  • 査読あり
• [学会発表] A third alternative mevalonate pathway from Thermoplasma acidophilum (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Hemmi, Yasuhiro Azami, Ai Hattori, Hiroshi Kawaide and Tohru Yoshimura
  • 学会等名: 1^<st> US-Japan Seminar on the Biosynthesis of Natural Products for Young Researchers
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 20140302-03
• [学会発表] 好熱性アーキア由来ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼの結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 服部愛、海野英昭、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] タイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼにおけるフラビン補酵素の触媒機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 邊見久
  • 学会等名: 2013年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130324-27
• [学会発表] 好熱好酸性アーキアSulfolobus solfataricus由来ジホスホメバロン酸デカルボキシラーゼの立体構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 服部愛、海野英昭、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 第23回イソプレノイド研究会例会
  • 発表場所: 東京大学農学部中島董一郎ホール
  • 年月日: 2013-09-14
• [学会発表] mechanism-based inhibitorを用いたタイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼの反応機構解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 邊見久
  • 学会等名: 2012年度酵素・補酵素研究会
  • 発表場所: 名古屋大学野依記念学術交流館
  • 年月日: 20120727-28
• [学会発表] Sulfolobus solfataricusにおけるメバロン酸経路の酵素学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 生明靖裕、西村泰斗、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 日本Archaea研究会第25回講演会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス
  • 年月日: 20120720-21
• [学会発表] 好熱性アーキア由来タイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼの四次構造に対する基質結合の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中谷仁美、郷田秀一郎、海野英昭、長井拓也、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 2012年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 20120322-25
• [学会発表] 基質により誘導される好熱性アーキア由来タイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼの四次構造変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中谷仁美、郷田秀一郎、海野英昭、長井拓也、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 第22回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
  • 発表場所: 新潟大学駅南キャンパス「ときめいと」
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] Substrate-induced change in the quaternary structure of type 2 isopentenyl diphosphate isomerase from Sulfolobus shibatae (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Hemmi
  • 学会等名: 新学術領域「生合成マシナリー」第4回若手シンポジウム(第8回生合成勉強会)
  • 発表場所: 静岡県立大学
  • 年月日: 2012-08-25
• [学会発表] Non-redox catalysis by reduced flavin mononucleotide in type 2 isopentenyl diphosphate isomerase (2011)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Hemmi
  • 学会等名: 17^<th> International Symposium on Flavins and Flavoprotein
  • 発表場所: University of California, Berkeley
  • 年月日: 20110724-29
• [学会発表] 不可逆阻害剤となる基質アナログを用いたタイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼの反応機構解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 邊見久、長井拓也、海野英昭、吉村徹
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第63回大会
  • 発表場所: 安田女子大学(広島市)
  • 年月日: 20110604-05
• [学会発表] Sulfolobus属アーキアにおける古典的メバロン酸経路の酵素学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村泰斗、橋本知佳、吉村徹、邊見久
  • 学会等名: 第21回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
  • 発表場所: 島根大学大学会館
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] タイプ2イソペンテニル二リン酸イソメラーゼにおけるフラビン補酵素の機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 邊見久
  • 学会等名: 新学術領域「生合成マシナリー」第2回若手シンポジウム(第6回生合成勉強会)
  • 発表場所: 理研鈴木梅太郎ホール(和光市)
  • 年月日: 2011-07-02
• [図書] Handbook of Flavoproteins : Volume 1–Oxidases, Dehydrogenases and Related Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Hemmi, H. et al.
  • 総ページ数: 57-73
  • 出版者: Walter de Gruyter