糸状菌由来α-ガラクトシダーゼの結晶構造解析及び基質認識機構の解明

丝状真菌α-半乳糖苷酶的晶体结构分析及底物识别机制的阐明

• 批准号: 16770082
• 负责人: 藤本 瑞
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: National Institute of Agrobiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770082/
• 关键词: Mortierella vinacea; α-ガラクトシダーゼ; 糖タンパク質; X線結晶構造解析

糸状菌Mortierella vinaceaが生産する2種類のα-ガラクトシダーゼ(αGal-I、αGal-II)のうち、ガラクトマンナンなどの基質の末端ガラクトースにのみ作用し、そのGalα1,6Manグリコシド結合を切断するα-ガラクトシダーゼI(αGal-I)のX線結晶構造を元に、その基質特異性発現機構を解明することを目的に研究を推進した。前年度までに得られた結晶構造以外に異なる2つの空間群I422、P42_12の結晶を用いて、2.1,2.6Å分解能のX線回折データを取得し、分子置換法によりそれぞれのデータを利用してαGal-Iの立体構造を決定した。3つの空間群に共通して4回回転軸が存在し、それぞれ4回回転軸上に形成する四次構造が非常によい一致を見せたことから、αGal-Iの4量体構造が非常に安定に存在することが明らかとなった。リガンド複合体の作製も試みたが、使用したリガンドとの複合体の構造は得られなかった。4量体の分子間奥に触媒部位が存在しているため、結晶となった分子にはリガンドが入りにくいと考えられた。また、4量体構造をとった際に、触媒部位の周辺に本酵素の糖鎖修飾部位が集まっており、結晶中ではリガンドの取り込みが起こりにくくなっていると考えられたが、この構造は溶液中でプロテアーゼなどからの分解を逃れるための戦略であることが示唆された。ガラクトース複合体の構造が得られているイネα-ガラクトシダーゼの立体構造と比較すると、触媒部位近傍のトリプトファン残基の位置が1Å程ずれており、ガラクトースを認識する触媒穴が拡がっていることが明らかとなり、基質認識時にはこのトリプトファンが動いて基質を固定する役割を担っていると考えられた。最終的に、本酵素の四次構造形成と基質認識機構の関連性について明らかにすることができた。

To advance the study on the role of α-Gal α 1, 6-Man in the termination of α-Gal α 1, 6-Man in the production of α-Gal α 1, 6-Man in the production of α-Gal α 1, 6-Man in the formation of α-Gal α 1, 6-Man in the production of α-Galα1,6-Man in the formation of α-Galα1,6-Man in the production of α-Galα1,6-Man in the formation of α-Galα 1, 6-Man in the production of α-Gal α 1, 6-Man in the formation of α-Gal α 1, 6-Man in the formation of X-ray crystal structures and the mechanism of matrix specificity. In the past year, the crystal structure of space groups I422 and P42_12 was determined by molecular substitution method, and the X-ray diffraction of the crystal structure of space groups I422 and P42_12 was determined by molecular substitution method. The four-dimensional structure of the 3-D space group is very stable because of the existence of the common 4-D axis and the formation of the 4-D axis. The structure of the composite is obtained by using the composite. 4. The molecular catalyst site of the molecule exists in the crystal. 4. The structure of the enzyme is composed of the following parts: the enzyme is modified by the sugar chain at the periphery of the catalytic part, and the structure of the enzyme is decomposed in solution. The structure of the catalyst complex is characterized by a three-dimensional structure, a comparison of the position of the catalyst residue near the catalyst site, and a recognition of the catalyst residue. Finally, the fourth structure of this enzyme is formed, and the relationship between the substrate recognition mechanism is discussed.

项目成果

Crystal structure of Mortierella vinacea α-galactosidase I

葡萄被孢霉 α-半乳糖苷酶 I 的晶体结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: 20th Congress an general assembly of the international union of crystallography
• 作者: Ishitsuka R;Kobayashi T.;藤本 瑞
• 通讯作者: 藤本 瑞

Mortierella vinacea由来α-ガラクトシダーゼの4量体構造

葡萄被孢霉α-半乳糖苷酶的四聚体结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本農芸化学会2005年度大会講演要旨集
• 作者: Ishitsuka R;Kobayashi T.;藤本 瑞;藤本 瑞
• 通讯作者: 藤本 瑞