2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the molecular basis for de novo phosphatidic acid synthesis through enzymological studies
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17K15259
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小川 拓哉 京都大学, 化学研究所, 助教 (40756318)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | リン脂質 / 細胞膜組成 / アシルグリセロールリン酸アシル基転移酵素 / 阻害剤開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リン脂質の合成酵素である1-アシルグリセロール-3-リン酸アシル基転移酵素（AGPAT）の酵素学的な研究を行なった。本酵素はリン脂質のsn-2位の脂肪酸アシル基を導入する役割を担い、細胞膜リン脂質の前駆体であるホスファチジン酸を生産する。AGPATは酵素ごとに導入する脂肪酸に選択性があることが示唆されているが、細胞膜の脂肪酸組成は膜の物性や膜タンパク質の機能に影響するため、本酵素の酵素学的な特性の理解は生理学的にも重要である。しかし、活性を保ったままAGPATを精製することは難しく、これまで本酵素の特性や反応機序に関する知見は乏しかった。
当研究室では近年、細菌のAGPAT（以下、PlsC）を活性を保ったまま精製する方法を確立した。本研究ではこの方法を利用して、本酵素反応の分子基盤に関する知見を得るための実験を行い以下の成果を得た。[1] 低温菌Shewanella livingstonensis Ac10が持つ５つのPlsCのうちPlsC4とPlsC5についてin vivoの変異解析を行なった（令和元年度実施）。両酵素は互いに高い相同性を示すものの基質選択性が異なることがわかり、細胞膜の脂肪酸組成に多様性を与えることが考えられた。[2] 好熱菌Thermus thermophilus HB8と大腸菌Escherichia coliのPlsCの精製と特性評価を行なった（後者は令和元年度実施）。いずれも活性型の酵素が得られ、本精製方法の汎用性を示すことができた。前者のPlsCが幅広い脂肪酸を基質にしたのに対し、後者はモノ不飽和脂肪酸に選択的であった。ヒトAGPATの精製も試みたが、発現量が十分ではなく解析には至らなかった。[3] S. livingstonensis Ac10のPlsC1に対する阻害剤を開発した。化合物ライブラリを用いたスクリーニングと構造最適化の結果、50%阻害濃度が数μMの化合物が得られ、PlsC1の結晶構造解析に有用な阻害剤が得られた。
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