触媒抗体の触媒機能発見メカニズムの解明と活性向上を目指した改変

阐明催化抗体的催化功能发现和旨在提高活性的修饰的机制

• 批准号: 10145206
• 负责人: 高橋 栄夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10145206/
• 关键词: 触媒抗体; NMR; 水素結合; 基質; 遷移状態アナログ; flip-flop

エステル加水分解活性の異なる2種類の触媒抗体6D9,および9C10を研究対象とし、それらの安定同位体標識Fabを調製しNMR解析を行った.両抗体は反応速度解析の結果から、基質と遷移状態アナログ(TSA)に対する親和力の差が触媒活性を生み出す機構であることがわかっている.NMRより得られた構造情報を比較・解析することにより,触媒反応に必要な抗原結合部位の特性について考察した.1)6D9の触媒活性発現に重要な残基であるHis27d(L)の側鎖NHのNMRシグナルを解析したところ,His27d(L)とTSAのリン酸エステルの酸素原子との間に水素結合が形成されていることが判明した.6D9と基質との結合,および9C10における基質・TSA結合の際は、水素結合の形成は観測されなかった.したがって、6D9では,基質とTSAのエステル部分の化学構造の識別にHiS27d(L)が、水素結合を通して主要な役割を果たしていると考えた.2)基質とTSAはともに2個の芳香環を有するもののエステル部分の原子軌道は,それぞれsp2およびsp3と異なる.したがって、抗体に結合した状態では,基質とTSAでは反応中心を挟んだ2個の芳香環の相対配置が異なる立体構造をとる.NMR解析の結果,9C10結合状態では、TSAの4-((trifluoroacetyl)amino)phenyl)環の回転運動が抑制されるのに対し,nitorophenyl環の回転運動は抑制されていなかった.一方6D9においては、TSAの2個の芳香環の回転運動がともに抑制され,抗原認識において両芳香環がともに重要な役割を果たすことが明らかになった.これらの知見より、両芳香環をともに認識する6D9では,基質とTSAの立体構造の差を鋭敏に識別することにより親和力の差を生み出し,その結果,高い酵素活性を発揮すると考えた.

Two kinds of catalytic antibodies 6D9, 9C10 were studied for their different hydrolytic activities. The results of antibody reaction velocity analysis, matrix migration state analysis (TSA), affinity analysis, catalytic activity analysis, structural analysis, 1) 6D9 is an important residue for catalytic activity development. His 27d (L) is a side-locked NH molecule. NMR spectra show that His 27d (L) is an important residue for catalytic activity development. 9C10 matrix, TSA binding, water element binding and formation. The chemical structure of the host TSA is identified as HiS27d(L), and the water element is bound to the host TSA. The atomic orbitals of the host TSA have two aromatic rings. 9C10 binding state of TSA was found to inhibit the reverse motion of the 4-((trifluoroacetyl)amino)phenyl) ring of TSA. A square 6D9 in the middle, TSA two aromatic ring movement and inhibition, antigen recognition in the middle of the aromatic ring and important service results. 6D9, the difference between the stereo structure of the matrix and TSA, the difference between the affinity of the matrix and TSA, the result of which is the development of high enzyme activity.

项目成果

N.Shinobu et al: "Determination of Protonation and Deprotonation Forms and Tantomeric States of Histidive Residues in Large Proteins Using Nitrogen-Carbon J Couplings in Imidagale Ring" J.Am.Chem.Soc.120. 10988-10989 (1998)

N.Shinobu 等人：“使用咪达加环中的氮-碳 J 偶联测定大蛋白中组氨酸残基的质子化和去质子化形式以及串联状态”J.Am.Chem.Soc.120。