1989 年度実績報告書

プレニルトランスフェラ-ゼの構造と酵素活性発現機構

研究課題

研究課題/領域番号	63580111
研究機関	東北大学
研究代表者	古山種俊東北大学, 非水溶液化学研究所, 助手 (20089808)
キーワード	プレニルトランスフェラ-ゼ / イソプレノイドの生合成 / ポリプレノ-ル / ファルネシル二リン酸 / ウンデカプレニル二リン酸 / 基質同族体 / プレニル鎖延長反応 / 酵素反応機構
研究概要	1.ファルネシル二リン酸合成酵素について:人工のホモアリル性気質同族体、3-メチル-3-ペンテニル二リン酸はこの酵素のよい基質となり、(Z__ー)ー体および(E__ー)-体よりそれぞれ(S__ー)および(R__ー)-4-メチルファルネシル二リン酸が反応生成物となる。不斉中心を持つこれらの反応生成物の光学純度を検定したところ、いずれもほとんど100%であることがわかった。これらの人工基質による酵素反応も立体特異性が完全に保持されていることが明らかとなった。2.ヘキサプレニル二リン酸合成酵素について:2つの必須タンパク成分(AとB)より成るこの酵素の活性発現にはCysとArgが重要な働きをしていることを証明した。これらのアミノ酸残基はいずれも成分Bに存在しているが、CysとArgに選択的に反応する阻害剤を用いて、それらの阻害効果を成分AやMg^2^+あるいは基質の有無などの条件下で詳細に検討した。その結果、ヘキサプレニル二リン酸合成酵素の活性部位は成分AおよびBとの協同的作用により形成されることがわかった。さらにこの酵素が活性発現状態にあるのは、基質およびMg^2^+が存在している時であり、この状態では成分AとBおよび基質のMg^2^+複合体が集合して、分子量50KDaの比較的安定な複合体を形成していることが証明された。3.ウンデカプレニル二リン酸合成酵素について:ホモアリル性基質同族体、3-メチル-3-ペンチニル二リン酸のE-体はよい基質となるが、Z-体は全く反応しない。また、天然の基質では重合的縮合反応が8回連続して起こるのに、前者による酵素反応ではこの鎖延長反応がたった1回で終結してしまうことがわかったので、この場合の酵素反応生成物、4-メチル-ゲラニルゲラニル二リン酸による酵素反応の速度論的解析を行った。その結果、アリル性基質の4位にメチル基が導入されると、これは酵素の基質結合部位に正しく結合できない立体障害となることがわかった。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] 吉田一郎,古山種俊,小倉協三: "Protection of Hexaprenyl-diphoshate Synthase of Micrococcus Iuteus B-P 26 against Inactivation by Sulphydryl Reagents and Arginine-Specific Reagents" Biochim.Biophys.Acta. 995. 138-143 (1989)
[文献書誌] 吉田一郎,古山種俊,小倉協三: "Formation of Stable and Catalytically Active Complex of the Two Essential Components of Hexaprenyl Diphosphate Synthase From Micrococcus 1uteus B-P 26" Biochem.Biophys.Res.Commun.160. 448-452 (1989)
[文献書誌] 大沼信一,古山種俊,小倉協三: "The Enantiomeric Purity of(S__ー)-and(R__ー)-4-Methylfarnesols Synthesized from Artificial Substrates by Means of a Farnesyl Diphosphate Synthase" Bull.Chem.Soc.Jpn.62. 2742-2744 (1989)
[文献書誌] 大沼信一,古山種俊,小倉協三: "Kinetic Studies on the Prenyl Chain Elongation by Undecaprenyl Diphosphate Synthase with Artificial Substrate Homologues" FEBS Lett.257. 71-74 (1989)
[文献書誌] 大沼信一,伊藤美智夫,古山種俊,小倉協三: "Undecaprenyl Diphosphate Synthase Reaction with Artificial Substrate Homologues-Novel Behavior in the Termination of Prenyl Chain Elongation" Tetrahedron. 45. 6145-6160 (1989)
[文献書誌] 古山種俊: "バイオ・高分子研究法4 特異な機能を有する微生物とその応用第5章" 学会出版センタ-, 30 (1989)

1989 年度 実績報告書

プレニルトランスフェラ-ゼの構造と酵素活性発現機構

研究代表者

古山 種俊 東北大学, 非水溶液化学研究所, 助手 (20089808)

研究成果

[文献書誌] 吉田一郎,古山種俊,小倉協三: "Protection of Hexaprenyl-diphoshate Synthase of Micrococcus Iuteus B-P 26 against Inactivation by Sulphydryl Reagents and Arginine-Specific Reagents" Biochim.Biophys.Acta. 995. 138-143 (1989)

[文献書誌] 吉田一郎,古山種俊,小倉協三: "Formation of Stable and Catalytically Active Complex of the Two Essential Components of Hexaprenyl Diphosphate Synthase From Micrococcus 1uteus B-P 26" Biochem.Biophys.Res.Commun.160. 448-452 (1989)

[文献書誌] 大沼信一,古山種俊,小倉協三: "The Enantiomeric Purity of(S__ー)-and(R__ー)-4-Methylfarnesols Synthesized from Artificial Substrates by Means of a Farnesyl Diphosphate Synthase" Bull.Chem.Soc.Jpn.62. 2742-2744 (1989)

[文献書誌] 大沼信一,古山種俊,小倉協三: "Kinetic Studies on the Prenyl Chain Elongation by Undecaprenyl Diphosphate Synthase with Artificial Substrate Homologues" FEBS Lett.257. 71-74 (1989)

[文献書誌] 大沼信一,伊藤美智夫,古山種俊,小倉協三: "Undecaprenyl Diphosphate Synthase Reaction with Artificial Substrate Homologues-Novel Behavior in the Termination of Prenyl Chain Elongation" Tetrahedron. 45. 6145-6160 (1989)

[文献書誌] 古山種俊: "バイオ・高分子研究法4 特異な機能を有する微生物とその応用 第5章" 学会出版センタ-, 30 (1989)

1989 年度実績報告書

古山種俊東北大学, 非水溶液化学研究所, 助手 (20089808)

[文献書誌] 大沼信一,古山種俊,小倉協三: "The Enantiomeric Purity of(Sー)-and(Rー)-4-Methylfarnesols Synthesized from Artificial Substrates by Means of a Farnesyl Diphosphate Synthase" Bull.Chem.Soc.Jpn.62. 2742-2744 (1989)

[文献書誌] 古山種俊: "バイオ・高分子研究法4 特異な機能を有する微生物とその応用第5章" 学会出版センタ-, 30 (1989)