植物二次代謝の高効率な生合成の鍵となるメタボロンの構造解析と膜上動態イメージング

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本研究は，植物のイソフラボン及び天然ゴム生合成において、進化の過程でつくりだした酵素複合体がダイナミックに動く姿と，分子レベルでの詳細な構造を捉え、高効率な生合成の謎を解明することを目的としている．本年度は，高効率な生合成の鍵と考えられる代謝酵素複合体（メタボロン）の実像に迫るため，複合体の単離・精製・結晶化方法の検討を行った．条件検討の結果，カルコン生合成酵素とメタボロン構成因子Aとの複合体単離ならびに結晶化に成功し，原子分解能でのデータセットが得られた．現在，位相決定を試みている．また，採用時の年度計画に沿い，質量分析による相互作用部位同定や高速バイオAFMによる動的な構造解析も進め，メタボロン形成による効率化機構の解明を目指している．また，昨年度新規決定したトマト由来ネリル二リン酸合成酵素（NDPS1）について，基質アナログとの複合体構造を3種類決定した．本構造から，類似酵素で酵素活性への影響が示されていたC末端領域のターンオーバーに伴う動的な構造変化の可能性を示した．また，NDPS1のアポ体構造において構造的に示唆されたN末端ジスルフィド結合について種々の解析を行い，本結合が溶液中で実際に存在することを確認し，酵素活性への影響を明らかにした．さらに，昨年度報告した変異型NDPS1についても原子分解能での構造決定に成功し，生成物特性の変化に関して新たな知見を得た．NDPS1の解析結果については，複数の学会発表を行い，内1件で若手優秀発表賞を受賞した．