NADの新しい補酵素作用の反応機構解析

補酵素NADの酵素反応における主要な作用は,ピリジンヌクレオチドのピリジン環への水素付加に関与する酸化還元反応である。最近,我々はペニシリンの酸分解物であるペニシラミン(β,β-ジメチルシステイン)の代謝を岡山大学周辺土壌より単離した菌株を用いて研究中,本代謝の初発段階を触媒する酵素に補酵素としてNADが必須であり,反応に伴い基質ペニシラミンに依存的に基質と等量のNADが分解を受け,NADHの生成は観察されないことを実証した。そこで,本酵素反応系における新しいNADの補酵素作用を解明することを目的とした。単離した菌株は,好気性のグラム陽性かん菌で,その形態観察からBacillus属と同定した。本菌のペニシラミン分解酵素は,培地中へのペニシラミンの添加で誘導的に生産した。常法に従って各種クロマトグラフィーを行い,本酵素を高度に精製した。本酵素の分子量は,ゲルろ過法により22,000と算定した。基質特異性を検討した結果,L-ペニシラミン,NADにのみ特異的で,そのD-異性体や類縁化合物であるバリン,ロイシン,イソロイシン,システインは基質として作用しなかった。L-ペニシラミンとNADに対するKm値は各々13mM,15mMであり,解析の結果,反応はオーダード機構で進行することが明らかになった。至適pHは7.5で,至適温度は37℃であった。また,反応が進行するにつれて阻害が観察された。その阻害について,NAD分解産物を反応組成に添加して調べた結果,ADPによることが認められた。一方,ピルビン酸キナーゼ・乳酸脱水素酵素の共役系によりADPの生成が確認された。これらの結果より,本酵素反応ではNADからADPが生成し,これにより生成物阻害が生じることが推察された。現在NAD分解後のニコチンアミド・リボース部分とペニシラミンとの関わりを検討中である。

補酵素NADの酵素反応における主要な作用は,ピリジンヌクレオチドのピリジン環への水素付加に関与する酸化還元反応である。最近,我々はペニシリンの酸分解物であるペニシラミン(β,β-ジメチルシステイン)の代謝を岡山大学周辺土壌より単離した菌株を用いて研究中,本代謝の初発段階を触媒する酵素に補酵素としてNADが必須であり,反応に伴い基質ペニシラミンに依存的に基質と等量のNADが分解を受け,NADHの生成は観察されないことを実証した。そこで,本酵素反応系における新しいNADの補酵素作用を解明することを目的とした。単離した菌株は,好気性のグラム陽性かん菌で,その形態観察からBacillus属と同定した。本菌のペニシラミン分解酵素は,培地中へのペニシラミンの添加で誘導的に生産した。常法に従って各種クロマトグラフィーを行い,本酵素を高度に精製した。本酵素の分子量は,ゲルろ過法により22,000と算定した。基質特異性を検討した結果,L-ペニシラミン,NADにのみ特異的で,そのD-異性体や類縁化合物であるバリン,ロイシン,イソロイシン,システインは基質として作用しなかった。L-ペニシラミンとNADに対するKm値は各々13mM,15mMであり,解析の結果,反応はオーダード機構で進行することが明らかになった。至適pHは7.5で,至適温度は37℃であった。また,反応が進行するにつれて阻害が観察された。その阻害について,NAD分解産物を反応組成に添加して調べた結果,ADPによることが認められた。一方,ピルビン酸キナーゼ・乳酸脱水素酵素の共役系によりADPの生成が確認された。これらの結果より,本酵素反応ではNADからADPが生成し,これにより生成物阻害が生じることが推察された。現在NAD分解後のニコチンアミド・リボース部分とペニシラミンとの関わりを検討中である。