生合成反応における超分子形成の精密な解析と超天然酵素分子の創製-植物アミノ酸生合成の逐次的酵素反応のメカニズムとエンジニアリング-

【目的】セリン生合成系からシステイン/β-置換アラニン類生合成系への重要な中間体0-アセチルセリンを供給するセリンアセチル転移酵素(SATase)は、原核生物では、最終産物であるL-システインによりフィードバック阻害を受けシステイン生合成系の調節に関与している。しかし、高等植物では、その阻害様式についての詳しい情報は得られていない。本研究では、高等植物SATaseのシステインによる阻害様式を酵素分子レベルで精密に解析することを目的として、スイカ、ホウレンソウ及びシロイヌナズナSATaseについて、フィードバック阻害の生化学的機構の解析を行った。また、フィードバック阻害悲感受性の変異酵素分子を作製した。【方法・結果】すでに我々は、スイカSATaseはシステインにより強い阻害を受けるがβ-ピラゾールアラニンによっては阻害されないことを明らかにしている^<1)>。そこで、ホウレンソウ及びシロイヌナズナSATaseについて同様の解析を行った。すでに単離されたSATase cDNAを大腸菌高発現ベクターに導入することで組み換えタンパク質を得、これを用いて解析を行った結果、ホウレンソウSATaseではシステインによる阻害が認められた。現在シロイヌナズナSATaseの3つのアイソザイムについて解析を行っている。次に、スイカSATaseを用いてシステインによるフィードバック阻害非感受性変異酵素分子を作製し解析を行った。その結果、C末端側のMet残基をIleに変異させることでシステインによる阻害に非感受性になることが示され、少なくともMet残基がフィードバック阻害に関与していることが明らかになった

【目的】セリン生合成系からシステイン/β-置換アラニン類生合成系への重要な中間体0-アセチルセリンを供給するセリンアセチル転移酵素(SATase)は、原核生物では、最終産物であるL-システインによりフィードバック阻害を受けシステイン生合成系の調節に関与している。しかし、高等植物では、その阻害様式についての詳しい情報は得られていない。本研究では、高等植物SATaseのシステインによる阻害様式を酵素分子レベルで精密に解析することを目的として、スイカ、ホウレンソウ及びシロイヌナズナSATaseについて、フィードバック阻害の生化学的機構の解析を行った。また、フィードバック阻害悲感受性の変異酵素分子を作製した。【方法・結果】すでに我々は、スイカSATaseはシステインにより強い阻害を受けるがβ-ピラゾールアラニンによっては阻害されないことを明らかにしている^<1)>。そこで、ホウレンソウ及びシロイヌナズナSATaseについて同様の解析を行った。すでに単離されたSATase cDNAを大腸菌高発現ベクターに導入することで組み換えタンパク質を得、これを用いて解析を行った結果、ホウレンソウSATaseではシステインによる阻害が認められた。現在シロイヌナズナSATaseの3つのアイソザイムについて解析を行っている。次に、スイカSATaseを用いてシステインによるフィードバック阻害非感受性変異酵素分子を作製し解析を行った。その結果、C末端側のMet残基をIleに変異させることでシステインによる阻害に非感受性になることが示され、少なくともMet残基がフィードバック阻害に関与していることが明らかになった