シスイソプレン鎖延長酵素の構造と触媒機構の解明
シスイソプレン鎖延長酵素の構造と触媒機構の解明
顺式异戊二烯链延长酶的结构和催化机制的阐明
批准号：
11780412
负责人：
張 元偉
金额：
$1.34万
依托单位：
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1999 至 2000
中文摘要
翻译
Micrococcus luteus B-P26のウンデカプレニル二リン酸合成酵素を大腸菌中に大量発現させる系を構築し、酵素を大量に精製して、結晶化することに成功した。X線回折による高次構造解析を行い、シスイソプレン鎖延長酵素として初めてX線結晶構造を解析した。各サブユニットは10本のα-ヘリックスと6本のβ-シートから成っており、トランス鎖延長酵素と全く違う立体構造を持っていることが分かった。また、シスイソプレン鎖延長酵素に保存されている5つの領域はこの酵素の疏水性キャビティーの周りに存在することが判明した。また、部位特異的変異導入によるウンデカプレニル二リン酸合成酵素の触媒機能発現機構の解明を行った。以下の知見が得られた。1.77位Asnはアリル性基質の二リン酸部分に作用し、直接に触媒機能に関与している。78位のTrpはアリル性基質の疏水性プレニル鎖の結合に参与する。2.Region VにあるArg-197、Arg-203、Glu-216はホモアリル性基質の二リン酸を認識し、基質の結合や触媒機能に関与する。このことにより、シスイソプレン鎖延長酵素の基質認識機構はトランス鎖延長酵素と全く違うことが分かった。また、Region IIIのFS motifは同じ基質の疎水性炭素鎖及び二リン酸の結合に参与する。3.Region Iにある"Structural P-loop"、Asp-29、Arg-42はアリル性基質の二リン酸の結合に必須である。4.Phe-73、Ser-74及びGlu-216は生成物のプレニル鎖長の決定に参与する。現在、アリル性基質のプレニル鎖部分の結合部位の解析を部位特異的変異導入及びこの酵素のPhotoaffinity labelingにより行っている。
英文摘要
Micrococcus luteus B-P26のウンデカプレニル二リン酸合成酵素を大腸菌中に大量発現させる系を構築し、酵素を大量に精製して、結晶化することに成功した。X線回折による高次構造解析を行い、シスイソプレン鎖延長酵素として初めてX線結晶構造を解析した。各サブユニットは10本のα-ヘリックスと6本のβ-シートから成っており、トランス鎖延長酵素と全く違う立体構造を持っていることが分かった。また、シスイソプレン鎖延長酵素に保存されている5つの領域はこの酵素の疏水性キャビティーの周りに存在することが判明した。また、部位特異的変異導入によるウンデカプレニル二リン酸合成酵素の触媒機能発現機構の解明を行った。以下の知見が得られた。1.77位Asnはアリル性基質の二リン酸部分に作用し、直接に触媒機能に関与している。78位のTrpはアリル性基質の疏水性プレニル鎖の結合に参与する。2.Region VにあるArg-197、Arg-203、Glu-216はホモアリル性基質の二リン酸を認識し、基質の結合や触媒機能に関与する。このことにより、シスイソプレン鎖延長酵素の基質認識機構はトランス鎖延長酵素と全く違うことが分かった。また、Region IIIのFS motifは同じ基質の疎水性炭素鎖及び二リン酸の結合に参与する。3.Region Iにある"Structural P-loop"、Asp-29、Arg-42はアリル性基質の二リン酸の結合に必須である。4.Phe-73、Ser-74及びGlu-216は生成物のプレニル鎖長の決定に参与する。現在、アリル性基質のプレニル鎖部分の結合部位の解析を部位特異的変異導入及びこの酵素のPhotoaffinity labelingにより行っている。
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M.Fujihashi, N.Shimizu, Y. W.Zhang, T.Koyama and K.Miki: "Crystallization and Preliminary X-ray Diffraction Studies of Undecaprenyl Diphosphate Synthase from Micrococcus luteus B-P 26"Acta Crystallographica. D55. 1606-1607 (1999)
M.Fujihashi、N.Shimizu、Y. W.Zhang、T.Koyama 和 K.Miki：“来自藤黄微球菌 B-P 26 的十一异戊二烯基二磷酸合酶的结晶和初步 X 射线衍射研究”晶体学报。
M.Fujihashi、N.Shimizu、Y. W.Zhang、T.Koyama 和 K.Miki：“来自藤黄微球菌 B-P 26 的十一异戊二烯基二磷酸合酶的结晶和初步 X 射线衍射研究”晶体学报。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
Y.-W.Zhang,Y.Kharel,and T.Koyama: "Overexpression, Purification, and Characterization of Selenomethionyl Farnesyl Diphosphate Synthase of Bacillus stearothermophilus"J.Mol.Cata.B : Enzymatic. 10. 623-630 (2000)
Y.-W.Zhang、Y.Kharel 和 T.Koyama：“嗜热脂肪芽孢杆菌的硒代甲硫氨酰法尼基二磷酸合成酶的过表达、纯化和表征”J.Mol.Cata.B：酶学。
Y.-W.Zhang、Y.Kharel 和 T.Koyama：“嗜热脂肪芽孢杆菌的硒代甲硫氨酰法尼基二磷酸合成酶的过表达、纯化和表征”J.Mol.Cata.B：酶学。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
M.Fujihashi,N.Shimizu,Y.-W.,Zhang,T.Koyama,and K.Miki: "Crystallization and Preliminary X-ray Diffraction Studies of Undecaprenyl Diphosphate Synthase from Micrococcus luteus B-P 26"Acta Crystallographica. D55. 1606-1607 (1999)
M.Fujihashi、N.Shimizu、Y.-W.、Zhang、T.Koyama 和 K.Miki：“来自藤黄微球菌 B-P 26 的十一异戊二烯基二磷酸合酶的结晶和初步 X 射线衍射研究”晶体学报。
M.Fujihashi、N.Shimizu、Y.-W.、Zhang、T.Koyama 和 K.Miki：“来自藤黄微球菌 B-P 26 的十一异戊二烯基二磷酸合酶的结晶和初步 X 射线衍射研究”晶体学报。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
Y.-W.Zhang,X.-Y.Li,H.Sugawara,and T.Koyama: "Site-Directed Mutagenesis of the Conserved Residues in the Component I of Bacillus subtilis Heptaprenyl Diphosphate Synthase"Biochemistry. 38・44. 14638-14643 (1999)
Y.-W. 张、X.-Y. Li、H. Sugara 和 T. Koyama：“枯草芽孢杆菌庚烯基二磷酸合酶中保守残基的定点突变”生物化学 14638。 -14643 (1999)
Y.-W. 张、X.-Y. Li、H. Sugara 和 T. Koyama：“枯草芽孢杆菌庚烯基二磷酸合酶中保守残基的定点突变”生物化学 14638。 -14643 (1999)
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期刊：
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作者：
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通讯作者：
Y.-W.Zhang and T.Koyama: "Biosynthesis Routes Diverting from Intermediates of Isoprenoid Biosynthesis to Related Products of the Metabolism in "Biopolymer" Vol.II"Wiley-VCH (in press). 40
Y.-W.Zhang 和 T.Koyama：“从类异戊二烯生物合成中间体转向“生物聚合物”卷 II 中代谢相关产物的生物合成路线”Wiley-VCH（出版中）。
Y.-W.Zhang 和 T.Koyama：“从类异戊二烯生物合成中间体转向“生物聚合物”卷 II 中代谢相关产物的生物合成路线”Wiley-VCH（出版中）。
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