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プロリン異性化酵素における触媒機能発現の物理化学的解析

脯氨酸异构酶催化功能表达的理化分析

基本信息

批准号：
16041210
负责人：
伊倉貞吉
金额：
$ 5.82万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質を構成するアミノ酸残基の中でプロリン残基は、トランスもシスも容易に取りうる点で特異な残基である。近年、プロリン残基の構造異性化が、細胞での様々なスイッチとして働くことが明らかになってきた。また、異性化酵素(PPIase)による制御機構が存在することも明らかになり、今後は多方面への展開が予想される。ところが、PPIaseの機能に関しては、反応機構でさえ決定できていないのが現状である。そこで、本研究では、PPIaseの機能に注目し、活性部位に導入した網羅的変異を手がかりに、PPIaseが酵素活性を発現するための必要条件を解析した。対象には、ヒトFKBP12(hFKBP12)を選んだ。hFKBP12は既知のPPIaseの中で最小のものなので、hFKBP12をPPIase機能の最小構造単位とみなせるからである。結晶構造によれば、活性部位は、Asp37、Arg42、Phe46、Val55、Trp59及びTyr82の6つのアミノ酸残基から構成されている。そこで、これら6つのアミノ酸残基をそれぞれ他の19種類のアミノ酸に置換して、PPIase活性の変異による影響を手がかかりにした。その結果、PPIase活性はどのような置換によっても消失することはなかった。また、側鎖を持たないGlyに置換してもなおPPIase活性が観測されたことから、PPIase活性には側鎖が必ずしも必須ではないことが示唆された。そこで、活性部位の6個のアミノ酸残基の全てをGlyに置換した変異体を作成してPPIase活性を測定したところ、野生型と同等の活性を保持することが確認された。これらことから、PPIase活性発現のための必要条件は、活性部位を構成するアミノ酸残基の主鎖配置にあると結論づけられた。

Among the acid residues in the composition of the protein, the amino acid residues are easy to select, and the amino acid residues are specific. In recent years, the structural heterogeneity of protein residues in cells has been studied. The regulatory mechanism of PPIase exists in the future, and it is expected to develop in many aspects. The function of PPIase is related to the status quo. Therefore, this study aims to focus on the function of PPIase, explore the differences in the introduction of active sites, and analyze the necessary conditions for PPIase enzyme activity to occur. For example, select FKBP12(hFKBP12). hFKBP12 is the smallest structure in the known PPIase, hFKBP12 is the smallest structure in the PPIase. Crystal structure, active site, Asp37, Arg42, Phe46, Val55, Trp59, Tyr82 and 6 amino acid residues are included. The six amino acid residues were replaced by 19 kinds of amino acid residues and the activity of PPIase was changed. As a result, PPIase activity was reduced to zero. The PPIase activity is measured by Gly and the PPIase activity is determined by Gly. All six amino acid residues in the active site were replaced by Gly and the PPIase activity was determined. The essential condition for PPIase activity is the composition of the active site, the main lock configuration of the acid residue, and so on.