植物病原糸状菌Magnaporthe griseaの病原性決定因子の構造生物学

植物病原真菌稻瘟病菌毒力决定因素的结构生物学

• 批准号: 12760073
• 负责人: 本山 高幸
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12760073/
• 关键词: イネいもち病菌; シタロン脱水酵素; 酵素キネティクス; X線結晶構造解析; カルプロパミド; 基質結合メカニズム; メラニン合成阻害剤; アロステリック酵素; 基質結合; 構造生物学; Magnaporthe grisea

H13年度は、シタロン脱水酵素のC末領域による基質結合メカニズムとアロステリック変換メカニズムを三次元構造から説明することと、本酵素の阻害剤のデザインに役立つ情報を得ることを目標にした。(1)アロステリック型に変換した変異酵素を更に詳細に解析し、野生型酵素と比較したところ、野生型はヒル係数1.0の完全なミカエリス-メンテン型酵素であるのに対し、アロステリック型変異シタロン脱水酵素ではヒル係数が1.4程度に変わっており、一つのアミノ酸の変異のみにより明らかにアロステリック型酵素に変換されていることが明らかとなった。(2)アロステリック型に変換した変異酵素の構造をX線結晶構造解析によって高分解能で決定するとともに、CDスペクトルにより構造比較することによりアロステリック変換のメカニズムを解析した。アロステリック変換は、サブユニット界面や触媒部位とは大きく離れたC末端領域の変異により、ひとつのサブユニットへの基質結合に伴うC末端領域の構造変化が隣のサブユニットの基質結合部位まで伝達されて基質結合をコントロールするように構造変化することにより起こるというユニークなものであることが示唆された。更にこの解析により、基質結合過程ではC末領域の一部の構造変化が必須であることが示唆された。(3)変異酵素と阻害剤との相互作用について解析することにより、V75AやF169A等の変異酵素では酵素活性をある程度保持した状態で阻害剤との結合が低下していることが明らかになった。なお、薬剤結合に関与する他のアミノ酸に変異を入れた場合は酵素活性大幅に低下した。以上の結果から、V75やF169の変異により薬剤耐性菌が出現する可能性が考えられる。また、これらのアミノ酸と相互作用する阻害剤側の部分を変えることにより、耐性酵素に対応できるようになることも予想される。

H13 annual は, シ タ ロ ン dehydration enzyme の C at the end of the field に よ る matrix combining メ カ ニ ズ ム と ア ロ ス テ リ ッ ク variations in メ カ ニ ズ ム を three yuan structure か ら illustrate す る こ と と, this enzyme の resistance against tonic の デ ザ イ ン に servants made つ intelligence を る こ と を target に し た. (1) ア ロ ス テ リ ッ ク type に variations in し た - isoenzymes を に more detailed analytical し に, the comparison of the wild-type enzyme と し た と こ ろ, wild type は ヒ ル coefficient 1.0 の completely な ミ カ エ リ ス - メ ン テ ン type enzyme で あ る の に し, seaborne ア ロ ス テ リ ッ ク type - different シ タ ロ ン dehydration enzyme で は ヒ が ル coefficient 1.4 degree に - わ っ て お り, a つ の ア ミ ノ acid の - different の み に よ り Ming ら か に ア ロ ス テ リ ッ ク type enzyme に variations in さ れ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. (2) ア ロ ス テ リ ッ ク type に variations in し た - isoenzymes の structure を X-ray crystal structure analysis に よ っ て high decomposition will で す る と と も に, CD ス ペ ク ト ル に よ り structure comparison す る こ と に よ り ア ロ ス テ リ ッ ク variations in の メ カ ニ ズ ム を parsing し た. ア ロ ス テ リ ッ ク variations in は, サ ブ ユ ニ ッ ト interface や catalyst sites と は big き く from れ の た C terminal field - different に よ り, ひ と つ の サ ブ ユ ニ ッ ト へ の matrix combining に の structure variations with う C terminal fields が 隣 の サ ブ ユ ニ ッ ト の matrix combining site ま で 伝 da さ れ て matrix combining を コ ン ト ロ ー ル す る よ う に structure - the す る こ と The によ によ starts with the された ると うユニ うユニ うユニ な な な である である とが とが とが inciting された. To further に <s:1> <s:1>, the analysis of によ, the matrix binding process で, the final domain <e:1> of C, and the structural changes of a part of <s:1> must be である とが とが, とが, and された. (3) - isoenzymes と resistance against tonic と の interaction に つ い て parsing す る こ と に よ り, V75A や F169A etc. の - isoenzymes で は enzyme activity を あ る degree maintain し た state で resistance against tonic と の combined with low が し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. な お, 薬 tonic combination に masato and す る he の ア ミ ノ acid に - different を into れ た occasions は enzyme activity sharply lower に し た. The above <s:1> results ら ら, V75やF169 によ mutant によ drug-resistant bacteria が the possibility of する occurrence が examines えられる. ま た, こ れ ら の ア ミ ノ acid と interaction す る resistance against one side の part を - え る こ と に よ り patience and enzyme に 応 seaborne で き る よ う に な る こ と も to think さ れ る.

项目成果

Motoyama, T.: "Structural and functional analysis of scytalone dehydratase required for pathogenicity of the rice blast fungus"J.Pesticide Sci.. 26. 287-291 (2001)

Motoyama, T.：“稻瘟病菌致病性所需的 scytalone 脱水酶的结构和功能分析”J.Pesticide Sci.. 26. 287-291 (2001)

Motoyama, T.: "Differential inhibition of a melanin biosynthetic enzyme scytalone dehydratase by carpropamid, a fungicide for rice blast control, and its isomers"J.Pesticide Sci.. (in press). (2002)

Motoyama, T.：“Carpropamid（一种用于稻瘟病防治的杀菌剂及其异构体）对黑色素生物合成酶 scytalone 脱水酶的差异抑制”J.Pesticide Sci..（出版中）。

Motoyama, T.: "Crystallization of scytalone dehydratase F162A mutant in the unligated state and a preliminary X-ray diffraction study at 37K"Acta Cryst. D. 58. 148-150 (2002)

Motoyama, T.：“未连接状态下 scytalone 脱水酶 F162A 突变体的结晶和 37K 下的初步 X 射线衍射研究”Acta Cryst。

鎌倉高志: "いもち病菌感染の分子機構"化学と生物. 39. 340-347 (2001)

Takashi Kamakura：“稻瘟病感染的分子机制”化学与生物学 39. 340-347 (2001)。

本山高幸: "活性中心に蓋をする酵素-メラニン生合成系の二つの酵素の興味深い類似性-"化学と生物. 38. 528-529 (2000)

Takayuki Motoyama：“一种覆盖活性中心的酶 - 黑色素生物合成系统中两种酶之间有趣的相似之处 -”化学与生物学 38. 528-529 (2000)。