2003 Fiscal Year Annual Research Report
構造未知ファミリーに属する糖質分解・転移酵素のX線結晶構造解析
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15780067
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伏信 進矢 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (00302589)
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| Keywords | アラビノフラノシダーゼ / キトビオースホスホリラーゼ / X線結晶構造解析 / 構造生物学 / タンパク質工学 / 糖質分解酵素 / セロビオースホスホリラーゼ / 加リン酸分解酵素 |
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| Research Abstract |
研究初年度である本年度終了時点の現在で、すでに3種の新規な立体構造を決定した。そのうち1種に関しは、国際誌への投稿論文が印刷中となっており、あと1種に関しても論文を投稿中である。
GH-54自麹菌由来α-L-アラビノフラノシダーゼは、Pichia酵母で発現させたタンパク質を用いてさまざまな結晶化条件を検索した結果、分解能約1.8Åまで反射が出る良好な結晶を得ることに成功し、重原子多重同型置換法で構造決定に成功した。本構造はGH-54ファミリーでは世界初の立体構造であり、触媒ドメインと糖質結合ドメインに分かれることが分かった。触媒ドメインは、既知の糖質加水分解酵素とは大きく異なるフォールドを取っていたが、反応産物であるアラビノースとの複合体構造と各種変異体の解析により、活性中心を特定できた。一方、糖質結合ドメインは基質の側鎖のみを認識することが明らかになった。本酵素の結晶化に関する成果は、Acta Crystallographica誌に投稿中である。
GT-36Vibrio proteolyticusキトビオースホスホリラーゼの結晶構造も、セレノメチオニン置換体による多波長異常分散法で解明することに成功した。本構造も、GH-36ファミリーでは世界初の立体構造であった。また、基質との複合体構造から、これまで明らかになっていなかった反転型加リン酸分解酵素の反応機構を解明できた。本酵素の立体構造と反応機構は、数種の糖加水分解酵素と有意な相同性を示すことが明らかになったために、糖質関連酵素の分類を行っているB.Henrissat博士と討論した結果、GT-36は糖転移酵素群から糖加水分解酵素群の新たなファミリーであるGH-94に分類し直されることが決定した。本研究成果をまとめた投稿論文は"Structure"誌にアクセプトされ、現在印刷中である。さらに、もう一つのGT-36ファミリーの酵素である、Cellvibrio gilvusセロビオースホスホリラーゼの結晶化にも成功し、分解能2.1Åの反射データを収集し、分子置換法により立体構造を決定した。現在、構造の精密化を行っている。
今後も、新規ファミリーに属する糖質関連酵素の構造解析を進める予定である。
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