立体構造を基にしたヒストン修飾酵素の認識機構の解明

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PADは,Ca2+依存的にタンパク質中のアルギニン残基を脱イミノ化(シトルリン化)して,シトルリン残基を産出する反応を触媒するタンパク質修飾酵素である。ヒトでは5種類存在するが,その中の一つヒトPADタイプ4(PAD4)は,663アミノ酸残基からなり核内に優先的に局在する。PAD4はヒストン修飾による遺伝子発現の制御,慢性関節リウマチの発症と関連していることが示唆されている。PADは未修飾のアルギニン以外にもモノメチル化アルギニンの脱イミノ化が可能であることが示唆されている。メチル化アルギニンにはモノメチルアルギニン及びベンゾイルグリシル(非対称&対称)ジメチルアルギニンなどのメチル化誘導体が存在する。そこで,PAD4がどのメチル化アルギニンを認識するかを明らかにするために,ベンゾイルリグシルモノメチルアルギニン及びベンゾイルグリシル(非対称&対称)ジメチルアルギニンとPAD4との複合体結晶を浸漬法で調製してX線結晶構造解析を行を行なった。その結果,ベンゾイルグリシルモノメチルアルギニン電子密度は明瞭に確認できたが,ベンゾイルグリシル(非対称&対称)ジメチルアルギニンの電子密度は確認できなかった。以上の結果から,PAD4はモノメチル化アルギニンは認識するが,(非対称&対称)ジメチル化されたアルギニンは認識しないことが明らかとなった。