蛋白質の関与する超分子の形成と機能

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植物成由来のポリケタイド合成酵素カルコン(CHS)およびスチルベン(STS)合成酵素遺伝子を大腸菌(pET3d)において発現し、CHS,STSによる反応生成物を詳細に解析した。CHSの反応では主生成物カルコンと少量のスチルベンの生成を確認し、STSでは主生成物スチルベンの他にやはり少量のカルコンが生成していることを確認した。CHS,STSの反応における交差反応は、蛋白のフォールディングが真核生物シャペロンの存在しない条件下で行われるため、少量ではあるがCHS蛋白からはSTSを、STS蛋白からはCHSを生成し易いコンフォーメーションの蛋白が生成してしまったものと思われる。興奮性アミノ酸レセプターの基質グルタミン酸のコンフォーメションをシクロプロパン環で固定した化合物により、サブタイプのレセプターと基質の結合に関するコンフォーメションの違いが明確にされた。さらに4員環から6員環までのグルタミン酸誘導体化合物を合成し種類の異なるレセプターへの選択的結合を検討している。イソプレノイド鎖延長酵素の反応機構の研究では変異導入実験によりファルネシル二リン酸合成酵素の変異酵素を作製し、基質結合部位として、保存領域I、V、VIに必須のアミノ酸を確定した。また領域VIアリル性基質結合およびプレニル鎖延長反応の停止機構に重要なアミノ酸を特定した。ウレア、グアニジノ基は、超分子形成や分子認識の鍵官能基として、また多くの医薬品やペプチド等の機能発現に必須な構造要素として見いだすことができる。本研究者は既に芳香族ウレア・グアニジン類の窒素原子上にメチル基を導入すると、結晶中及び溶液中で2つの芳香環が向き合ったシス型構造をとることを明らかとしてきた。本研究ではこのシス型優先性を利用し、複数の芳香環のメタもしくはパラ位を複数のN-メチルウレア・グアニジノ基で連結した芳香族化合物を合成した。これらの化合物は結晶中においてすべてシス型をとり、多層構造を有してることを見いだした。