ＧＨ９７糖質加水分解酵素に発見した多様な基質認識の解明と触媒機構の変換

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反転型α-glucoside hydrolaseと保持型α-galactosidaseを含む糖質加水分解酵素ファミリー97 （GH97）に期待される多様な機能と，それらを獲得するに至った分子進化の軌跡を明らかにすることを目的とし，10個のGH97パラログの基本的性質を比較した。本年度の実施項目は3点である。まず前年度に完成しなかった（1）1酵素の立体構造解析を継続して行い，基本的情報を収集した。次に（2）着目している10個のGH97パラログの三次元構造比較から各酵素の分子機構決定に重要な構造因子の推定を行い，（2）の結果をもとに（3）変異導入し基質認識機構比較を実施した。（1）酵素生産方法および結晶化条件を再検討することにより充分なクオリティーで三次元構造を取得することができた。（2）着目している10個のGH97パラログの立体構造を，系統解析に基づき分類したサブファミリーごとに比較し，各酵素の基質特異性を決定づける責任因子を推定した。それぞれの酵素は特徴的な構造因子を有していたことから，GH97は様々な基質認識機構を持つ分子構造に分岐し，多様な機能を獲得したと考えられた。（3）対象のGH97パラログのうち，異なる基質特異性を示す2酵素について（2）で予想された基質認識に関与するアミノ酸残基に対して変異を導入し，両酵素の各種基質に対する反応速度パラメーターを比較したが，特異性の明瞭な変化は認められなかった。基質認識を制御するためには，目的のアミノ酸だけでなく，その周辺構造を含む変異が必要と考えられた。