1997 Fiscal Year Annual Research Report
γ-グルタミルトランスペプチダーゼをプロセスするプロテアーゼに関する研究
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08660106
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
鈴木 秀之 京都大学, 農学研究科, 助手 (10202136)
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| Keywords | グルタチオン / γ-グルタミルトランスフェラーゼ / γ-グルタミルトランスペプチダーゼ / 翻訳後修飾 / 部位特異的突然変異 / プロセッシング |
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| Research Abstract |
γ-グルタミルトランスペプチダーゼ遺伝子(ggt)は、SD配列に続き、25アミノ酸よりなるシグナルペプチド、365アミノ酸よりなる大サブユニット、190アミノ酸よりなる小サブユニットが1つのORFの中にコードされている珍しい構造をとっており、大腸菌のγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)は哺乳類のGGTの同様、1本のポリペプチド鎖として合成された後、大小2つのサブユニットにプロセスされると考えられた。塩基配列から求めた各サブユニットの分子量は精製したGGTと各サブユニットのイオンスプレーマススペクトルより求めた分子量と良く一致し、プロセッシングの過程でアミノ酸残基の欠落が起こっていないことがわかった。大腸菌のGGTはGln-390とThr-391の間がポストトランスレ-ショナリーに切断されて、マチュアーな酵素タンパクになると考えられた。そこで、部位特異的変異法により切断点付近のアミノ酸配列の重要性を検討したところ、Thr-391とHis-393の2つの残基がプロセッシングにクリティカルであることを見出した。これらの残基の変異株は大小サブユニットにプロセスしていない未成熟な酵素タンパクを蓄積し、酵素活性を持たなかった。これに対して、Gln-390はそれほど重要ではないことが分かった。
一方、切断箇所から遠く離れたArg-513とArg-571をAlaやGlyに置き換えた変異株でもプロセッシングが起こらないことを見出した。特にArg-571はC末端から10残基目であることから、プロセッシングは翻訳が終了し、タンパクのコンフォメーションがある程度できあがってから起こるのではないかと考えられた。同様なポスランスレ-ショナリーなプロセッシングを受けるペニシリンアシラーゼ(後述するN-terminal nucleophile hydrolasesの一種)においてもC末端の重要性が報告されており、このことからも両者が類似の機構によってプロセッシングされることが示唆された最近、プリカーサーがプロセッシングを受けて成熟し、しかもB鎖のN末アミノ酸残基の側鎖が酵素の活性中心(カルボニル炭素をアタックする求核原子)であることが知られている3つのアミドヒドロラーゼの活性中心付近の立体構造が酷似していることが分かり、構造上のスーパーファミリーとしてN-terminal nucleophile hydrolasesと呼ぶことが提唱されている。これらの酵素は何枚かのβ-シートがすのこ状に2組平行に存在している共通の構造を取っていることが分かっており、プロセッシング機構はオートプロセッシングによるのではないかと考えられている。大腸菌のGGTのX線構造解析を行いリボンモデルを作ったところとN-terminal nualeophile nucleophile hydrolasesと同様、何枚かのβ-sheetsがすのこ状に2組平行に存在している共通の構造を取っていることが分かり、GGTもN-terminal hydrolasesに属するのではないかと考えられ、GGTのプロセッシングもautoprocessingによるものではないかと考えられた。
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[Publications] Hiroaki Sakai: "A nobel protein structure:γ-glutamyltranspeptidase from E.coli K-12" Journal of Biochemistry. 120(1). 26-28 (1996)
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[Publications] Hideyuki Suzuki: "Mapping,cloning,and DNA sequencing of pepB gene which encodes peptidase B of Escherichia coli K-12" Journal of Fermention and Bioengineering. 82(4). 392-397 (1996)
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[Publications] Wataru Hashimoto: "Low temperature inducible mechanism of γ-glutamyltranspeptidase of Escherichia coli K-12" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 61(1). 34-39 (1997)
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[Publications] 鈴木秀之: "グルタチオン代謝の細胞生理の酵素分子生物学的解明と代謝酵素の構造と機能に関する研究" 日本農芸化学会誌. 71(10). 987-994 (1997)
