医薬資源として有望なヒドロキサム酸を合成する酵素の機構解明と合理的改変法の確立

阐明合成异羟肟酸（一种有前途的药用资源）的酶的机制，并建立合理的修饰方法

• 批准号: 19J00870
• 负责人: 永田 隆平
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00870/
• 关键词: X線結晶構造解析; トリコスタチンA; 放線菌

2021年度は、トリコスタチンAの末端ヒドロキサム酸基の生合成を担う酵素TsnB9の構造解析に成功した。前年度までに取得していたTsnB9のX線回折データを用いて、タンパク質立体構造予測プログラムAlphaFoldで構築したモデル構造を使った分子置換法によって、TsnB9の結晶構造を決定した。TsnB9の全体構造は、N末ドメインとC末ドメインの2つに分かれ、N末ドメインの構造はホモログ酵素であるアスパラギン合成酵素AsnBのものとよく似ていた。一方、TsnB9のC末ドメインは挿入配列によってAsnBのものよりも大きくなっていた。特に、TsnB9のN末ドメインの一部が立体構造的にはC末ドメインの一部を形成している点が興味深かった。TsnB9のC末ドメインのポケットは、AsnBのものよりも大きく、ポケットの奥には複数の芳香族性アミノ酸残基をもっていた。これらの残基はトリコスタチン酸の芳香環部位の認識に重要だと考えられ、このことは前年度に得られたTsnB9の基質特異性の解析結果とも合致する。研究期間3年間で、ヒドロキサム酸基生合成の最後の反応の詳細を明らかにした。上記のTsnB9の結晶構造や前年度までに得られた基質特異性の解析結果は、今後のTsnB9の基質特異性改変の基礎になると考えている。また、日本結晶学会および日本農芸化学会にて、ここまでに得られた成果を発表した。この他に、スクアレン合成酵素とよく似たカルバゾールプレニル基転移酵素の機能解析を行った。その結果は、共同研究者が行った結晶構造解析の結果とともに、Angewandte Chemie International Editionにて誌上発表した。

In 2021, the structure analysis of the enzyme TsnB9 responsible for the synthesis of the terminal amino acid group of TsnA was successfully completed. In the past year, the X-ray diffraction pattern of TsnB9 was obtained, and the crystal structure of TsnB9 was determined by molecular replacement method. The structure of TsnB9 is completely different from that of C. The structure of TsnB9 is different from that of AsnB. A party, TsnB9 and C end of the list, the list is not included. Special, TsnB9 N end of the part of the three-dimensional structure of the part of the C end of the part of the formation of the point of deep interest TsnB9 is a compound of aromatic acid residues, AsnB is a compound of aromatic acid residues, The results of matrix-specific analysis of TsnB9 obtained in the previous year were consistent with those of the previous year. During the 3-year study period, the final reaction of the enzyme was investigated in detail. The crystal structure of TsnB9 mentioned above has been analyzed for matrix specificity in previous years, and the basis for matrix specificity modification of TsnB9 in the future has been investigated. Japan Crystallization Society and Japan Agricultural Chemical Society The functional analysis of these enzymes was carried out. The results were presented by Angewandte Chemie International Edition.

项目成果

末端ヒドロキサム酸基を合成する放線菌由来酵素TsnB9の基質認識機構に関する構造生物学的研究

链霉菌衍生酶 TsnB9 合成末端异羟肟酸基团的底物识别机制的结构生物学研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 永田隆平;西山真;葛山智久
• 通讯作者: 葛山智久

2つの酵素の特徴をあわせ持つ酵素の反応機構の解明

阐明具有两种酶特性的酶的反应机制

ヒドロキサム酸基の生合成を担う酵素TsnB9の基質認識機構に関する研究

异羟肟酸基团生物合成酶TsnB9的底物识别机制研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 永田隆平;西山真;葛山智久
• 通讯作者: 葛山智久

スクアレン合成酵素に似た放線菌由来芳香族プレニル基転移酵素の構造学的研究

类似角鲨烯合酶的链霉菌芳香异戊烯基转移酶的结构研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 永田隆平;末宗周憲;山本将輝;小林正弥;品田哲郎;西山真;永野真吾;葛山智久
• 通讯作者: 葛山智久

Structural Basis for the Prenylation Reaction of Carbazole‐Containing Natural Products Catalyzed by Squalene Synthase‐Like Enzymes

类角鲨烯合酶催化含咔唑天然产物异戊二烯化反应的结构基础

• DOI: 10.1002/anie.202117430
• 发表时间: 2022
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Nagata Ryuhei;Suemune Hironori;Kobayashi Masaya;Shinada Tetsuro;Shin‐ya Kazuo;Nishiyama Makoto;Hino Tomoya;Sato Yusuke;Kuzuyama Tomohisa;Nagano Shingo
• 通讯作者: Nagano Shingo