プレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長変換に対する分子デザイン

异戊烯基转移酶产物链长转换的分子设计

• 批准号: 11132202
• 负责人: 西野 徳三
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11132202/
• 关键词: イソプレノイド; プレニルトランスフェラーゼ; ゲラニル二リン酸; ファルネシル二リン酸; 分子デザイン; 部位特異的変異導入

ゲラニル二リン酸合成酵素はモノテルペンの生体合成といった工業的応用の面からも極めて高い価値を持つが、植物由来の同酵素は熱安定性などの面から応用が困難な可能性が高い。そこで耐熱性プレニルトランスフェラーゼの機能改変により、熱安定ゲラニル二リン酸合成酵素の分子デザインを試みた。先に得られた結果より、我々はプレニルトランスフェラーゼの基質結合サイトであるDDXX(XX)D配列周辺に存在するいくつかの特徴的構造が生成物であるポリプレニル二リン酸の鎖長を解決する要因であると推測した。縮合反応が進むにしたがって酵素に結合したポリプレニル二リン酸の炭素鎖は上記のDDXX(XX)D配列が存在するαへリックスに沿って伸長し、最終的にこのαへリックス上の嵩高いアミノ酸側鎖にブロックされて酵素から解離すると考えられている。そこで中等度好熱菌Bacillus sterothermophilus由来のファルネシル二リン酸合成酵素において、キャビティー構造の要素を狭めると予想される位置のアミノ酸を嵩高い側鎖を持つ残基に置換した。その結果ゲラニル二リン酸を合成する変異型酵素の作成に成功した。この結果は、プレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長がDDXX(XX)D配列上流の芳香族アミノ酸の存在、および同配列内のアスパラギン酸間に挿入されたアミノ酸配列により規定されているとする我々の仮説を支持し、これらの酵素種における分子デザインの可能性を広げるものである。

The possibility that the enzyme of plant origin may be difficult to use is high. The heat resistance, thermal stability and molecular structure of acid synthase were tested. First, we obtained the results of the matrix binding analysis of DDXX(XX)D. The structure of the matrix binding analysis of DDXX(XX)D was analyzed. Condensation reaction is carried out in the presence of enzyme binding, enzyme dissociation, and the presence of DDXX(XX)D. A moderately hot bacterium, Bacillus sterophilus, is derived from a protein synthase, which is a protein that is derived from a protein. As a result, the production of isoenzymes for the synthesis of diacids was successful. These results support the existence of aromatic acids in the DDXX(XX)D alignment stream, the inclusion of aromatic acids in the same alignment, and the possibility of molecular enzymes in the same alignment stream.

项目成果

K. Narita et al.: "Protein design of geranyl diphosphate synthase. Structural features that define the prodact the specificities of prenyltransferases"J. Biochem.. 126. 566-571 (1999)

K. Narita 等人：“香叶基二磷酸合酶的蛋白质设计。定义产品异戊烯基转移酶特异性的结构特征”J.

C.Ohto et al.: "Gene Cloning and Overexpression of a Geranylgeranyl Diphosphate Synthase of an Extremely Thermophilic Bacterium, Thermus thermophilus."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63. 261-270 (1999)

C.Ohto 等人：“极端嗜热细菌、嗜热栖热菌的香叶基香叶基二磷酸合成酶的基因克隆和过表达。”Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63. 261-270 (1999)

C. Ohto et al.: "A thermophilic cyanobacterium Synechococcus elongatus has three differert class I prenyltransferase gene"Plant. Mol. Biol.. 40. 307-321 (1999)

C. Ohto 等人：“嗜热蓝细菌细长聚球藻具有三个不同的 I 类异戊烯基转移酶基因”植物。