トリプトファンプレニル基転移酵素のペプチド基質認識と反応機構の構造学的解明

色氨酸异戊二烯转移酶肽底物识别和反应机制的结构阐明

• 批准号: 21K06051
• 负责人: 浜田 恵輔
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06051/
• 关键词: プレニル基転移酵素; 酵素反応機構; 酵素基質特異性; X線結晶構造解析; ペプチド創薬; 基質特異性

ペプチド創薬においてペプチドの膜透過性やプロテアーゼ耐性をいかに付与するかが課題となっている。プレニル基転移酵素によるペプチドのプレニル化はその解決法の一つに挙げられる。しかし、酵素の基質認識機構や反応機構の理解が十分進んでいないため、リード化合物検索に用いるプレニル化ペプチドライブラリーの構築に対する妨げになっている。微生物由来の酵素KgpFや酵素X（未発表のため仮名とする）はペプチド中のトリプトファンを基質とし、膜透過性向上が期待されるプレニル化ピロロインドリンを生成する。興味深いことに、これらの酵素は互いに異なる基質選択性をもち、立体化学的に異なる生成物を作り分ける。本研究では、分子構造解析により両酵素の基質特異性、反応機構を解明する。これらの知見は効率的なライブラリーのデザインを可能にし、また酵素の合理的改変を通じて多様性に富んだ次世代ライブラリーを構築するための基盤を与える。本研究では、トリプトファンプレニル基転移酵素であるKgpF (および酵素Ｘ)による基質認識の構造基盤を明らかにすることを目的として、酵素-プレニル基供与体アナログ（ジメチルアリルチオ二リン酸、DMASPP）-基質ペプチド複合体のX線結晶構造解析を推進した。これまでに酵素Xにおいては、5残基からなる活性上最適な基質ペプチドを用いて、酵素X-DMASPP-基質ペプチド複合体の結晶化に成功し、X線結晶構造解析を1.5Å分解能で行った。その結果、基質ペプチドのトリプトファンインドール環のNH基は酵素活性部位内の触媒に必須なグルタミン酸残基と水素結合を形成し認識されていた。また、このインドール環は、類縁酵素間で保存性が低い複数の残基とのファンデルワールス接触により特異的に認識されることが明らかになった。

We need to know how to make sure that the membrane is permeable, and that we have to pay for the safety of the membrane. The gene transfer enzyme was used to modify the resolution method. It is understood that there is a great deal of improvement in the use of chemical compounds, such as chemical compounds, and so on. The origin of the microorganism enzyme KgpF enzyme X (which is not the name of the enzyme). In this study, the membrane permeability is expected to increase with the increase of membrane permeability. The flavor is deep, the enzyme is different from each other, and the products of stereochemistry are divided into two groups. In this study, molecular analysis and molecular analysis were used to analyze the characteristics of enzyme genes, and anti-enzyme mechanisms were used to explain the characteristics of enzymes. In order to know the rate of infection, there is no need to know that it is possible to have multiple sex and to be rich in the next generation. it is possible that the enzyme should be reasonably modified. In this study, the gene transfer enzyme KgpF (enzyme X) gene was used to make the gene. The purpose of this study was to understand the purpose of the gene, the enzyme-enzyme gene was supplied to the body, and the complex of DMASPP-gene was analyzed by the combination of X-ray crystal analysis and analysis. The complex of enzyme X was successfully crystallized, and the decomposition energy of 1.5 was analyzed by X-ray crystal analysis. The results show that the catalyst in the active part of the NH enzyme in the environmental environment must be activated by the combination of acid residues and water to form a chain reaction. The environment, enzymes and enzymes are conserved with low complex number. They are sensitive to environmental protection, environmental protection, and environmental protection.

项目成果

LimF is a versatile prenyltransferase for histidine-C-geranylation on diverse non-natural substrates

• DOI: 10.1038/s41929-022-00822-2
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Nature Catalysis
• 影响因子: 37.8
• 作者: Yuchen Zhang;K. Hamada;D. T. Nguyen;Sumika Inoue;Masayuki Satake;Shunsuke Kobayashi;Chikako Okada;K. Ogata;Masahiro Okada;T. Sengoku;Yuki Goto;H. Suga

横浜市立大学大学院 医学研究科 生化学教室

横滨市立大学医学研究科生物化学系

Three KINSSHIP syndrome patients with mosaic and germline AFF3 variants

三名具有嵌合体和种系 AFF3 变异的 KINSSHIP 综合征患者

• DOI: 10.1111/cge.14292
• 发表时间: 2023
• 期刊: Clinical Genetics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Inoue Yuta;Tsuchida Naomi;Okamoto Nobuhiko;Shuichi Shimakawa;Ohashi Kei;Saitoh Shinji;Ogawa Atsushi;Hamada Keisuke;Sakamoto Masamune;Miyake Noriko;Hamanaka Kohei;Fujita Atsushi;Koshimizu Eriko;Miyatake Satoko;Mizuguchi Takeshi;Ogata Kazuhiro;Uchiyama Yuri
• 通讯作者: Uchiyama Yuri

ペプチドヒスチジンプレニル基転移酵素による基質認識の構造基盤

肽组氨酸异戊二烯转移酶识别底物的结构基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Seyama Rie;Tsuchida Naomi;Okada Yasuyuki;Sakata Sonoko;Hamada Keisuke;Azuma Yoshiteru;Hamanaka Kohei;Fujita Atsushi;Koshimizu Eriko;Miyatake Satoko;Mizuguchi Takeshi;Makino Shintaro;Itakura Atsuo;Okada Satoshi;Okamoto Nobuhiko;Ogata Kazuhiro;Uchiyama Yuri;Toshimichi Fujiwara;濱田恵輔
• 通讯作者: 濱田恵輔

Amelioration of a neurodevelopmental disorder by carbamazepine in a case having a gain-of-function GRIA3 variant

• DOI: 10.1007/s00439-021-02416-7
• 发表时间: 2022-01-15
• 期刊: HUMAN GENETICS
• 影响因子: 5.3
• 作者: Hamanaka, Kohei;Miyoshi, Keita;Matsumoto, Naomichi
• 通讯作者: Matsumoto, Naomichi