2003 Fiscal Year Annual Research Report

超好熱菌由来の高度耐熱性アルドラーゼによるキラルポリオールの合成

Research Project

Project/Area Number	15560677
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	櫻庭春彦徳島大学, 工学部, 助教授 (90205823)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大島敏久徳島大学, 工学部, 教授 (10093345)
Keywords	アルドラーゼ / 超好熱菌 / 古細菌 / DERA / Aeropyrum pernix / 2-deoxyribose-5-aldolase / キラルポリオール / アーキア
Research Abstract	好気性超好熱菌Aeropyrum pernixのゲノム情報から得られたアミノ酸配列の相同性に基づき、超好熱菌に初めて2-デオキシリボース-5-リン酸アルドラーゼ(DERA)のホモログを見出した。DERAは、抗ウイルス剤や高脂血症治療薬の原料として有用な2-デオキシリボヌクレオシドなどのキラルポリオール構築への利用が期待されている。しかしながら、これまで見出されたDERAはすべて常温生物由来のものであり、不安定で酵素の精製および大量の酵素の取得が困難である点、基質であるアルデヒドによって変性する点などの問題から、工業的な利用には至っていない。本研究では高い安定性が期待できる超好熱菌の酵素を用いて、現在まで酵素の不安定性から応用が困難であったDERAの機能開発を行うことを目的としている。初年度は、A.pernix DERAの機能および構造解析を計画した。本酵素の機能解析を行い、100℃の熱処理でも失活しない高度耐熱性を示すことを明らかにした。また、本酵素を結晶化し、2.0Åの分解能でX線結晶構造解析に成功した。これはアーキア由来のアルドラーゼの構造としては最初の解析例となる。すでに構造が解かれていた大腸菌由来の酵素の構造と比較したところ、サブユニットのフォールディングは非常に似ていたが、オリゴマー構造のアレンジメントは全く異なっており、このため、サブユニット間の疎水性相互作用が著しく増強されていることが判明した。このサブユニット間の相互作用が、本酵素の高い安定性に寄与していると考えられる。また、本酵素の基質結合に関与するアミノ酸残基の同定に成功した。これらの成果については、J. Biol. Chem. Vol.278,10799に掲載された。本酵素関連特許については、出願済み1件、出願中1件である。

Research Products

(4 results)

All Other

All Publications (4 results)

[Publications] H.Sakuraba et al.: "Cloning, Expression, and Characterization of the First Archaeal ATP-dependent Glucokinase from Aerobic Hyperthermophilic Archaeon Aeropyrum pernix"J.Biochem.. 133. 219-224 (2003)
[Publications] H.Sakuraba et al.: "The First Crystal Structure of Archaeal Aldolase : Unique Tetrameric Structure of 2-Deoxy-D-ribose-5-phosphate Aldolase from Hyperthermophilic Archaea Aeropyrum pernix"J.Biol.Chem.. 278. 10799-10806 (2003)
[Publications] H.Sakuraba et al.: "A nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase with unique adenylyl group donor specificity from a hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus horikoshii OT3"J.Mol.Catalys.B : Enzymatic. 23. 273-279 (2003)
[Publications] T.Ohshima et al.: "The sulfolobus tokodaii gene ST1704 codes highly thermostable glucose dehydrogenase"J.Mol.Catalys.B : Enzymatic. 23. 281-289 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

超好熱菌由来の高度耐熱性アルドラーゼによるキラルポリオールの合成

Principal Investigator

櫻庭 春彦 徳島大学, 工学部, 助教授 (90205823)

Research Products

[Publications] H.Sakuraba et al.: "Cloning, Expression, and Characterization of the First Archaeal ATP-dependent Glucokinase from Aerobic Hyperthermophilic Archaeon Aeropyrum pernix"J.Biochem.. 133. 219-224 (2003)

[Publications] H.Sakuraba et al.: "The First Crystal Structure of Archaeal Aldolase : Unique Tetrameric Structure of 2-Deoxy-D-ribose-5-phosphate Aldolase from Hyperthermophilic Archaea Aeropyrum pernix"J.Biol.Chem.. 278. 10799-10806 (2003)

[Publications] H.Sakuraba et al.: "A nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase with unique adenylyl group donor specificity from a hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus horikoshii OT3"J.Mol.Catalys.B : Enzymatic. 23. 273-279 (2003)

[Publications] T.Ohshima et al.: "The sulfolobus tokodaii gene ST1704 codes highly thermostable glucose dehydrogenase"J.Mol.Catalys.B : Enzymatic. 23. 281-289 (2003)

櫻庭春彦徳島大学, 工学部, 助教授 (90205823)