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モリブデン酵素の活性化を調節する新規タンパク質の反応機構

调节钼酶活化的新型蛋白质的反应机制

基本信息

批准号：
16770102
负责人：
松村智裕
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nippon Medical School
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

项目摘要

モリブドプテリンコファクター(MoCo)を活性中心とするモリブデン酵素は種々の生物に存在する。補酵素である(MoCo)生合成過程では、15種類以上の遺伝子が関与し、これらの遺伝子がすべて正常に機能して活性型モリブデン酵素は生合成される。本研究課題では、これらコファクター合成に必要な遺伝子のうち、モリブデンコファクタースルフラーゼ(MCS)に着目し、解析した。MCSはMoCoへの硫黄転移反応を触媒して、モリブデン酵素を活性化する酵素と考えられている。動物や植物のモリブデン酵素、XOR(キサンチン酸化還元酵素)及びAO(アルデヒド酸化酵素)の活性の発現にはMCSが必須である。ヒトのMCS欠損症例は申請者らが初めて報告した。本研究課題期間中にMCS大腸菌内発現系の構築を目指し、全長cDNAを用いて発現させた。大量に発現させた組換え体酵素は、不溶性の封入体画分に回収され不活性であると考えられた。次にMCS活性を検討する系として、XORとMCSを大腸菌内で供発現させて調べた。好気的な培養条件ではXORの有意な活性化は見られなかったが、微好気的な培養条件ではXORの活性上昇が見られた。このときにXORに正常なMoCoが含まれるかどうかを解析するために、XORの結晶構造解析を行った。さらにXORのMoCo結合部位近傍のアミノ酸残基をAOに近づける形で変えた変異型酵素を作製し,野生型酵素と比較した。野生型酵素ではMoCoを持たない酵素として、変異型酵素ではMoCoを保持した酵素として、それぞれ立体構造を決定できた。以上の成果の一部は学術誌に投稿し、掲載が決定している。XORとAOのMoCo近傍の構造は近似しており、モリブデン酵素において活性型酵素が合成される過程では、MCSとモリブデン酵素間での相互認識機構が重要であることを示唆している。今後はこの視点からも研究を発展させていきたい。

The active center of the enzyme is called MoCo, and the enzyme is called MoCo. More than 15 kinds of genes are involved in the production and synthesis of complementary enzymes. This research topic is focused on the analysis of MCS, which is necessary for the synthesis of MCS. MCS is a catalyst for the sulfur shift reaction of MoCo and a catalyst for the enzyme activation of MoCo. MCS is necessary for the development of activities of enzymes in animals and plants, XOR and AO. The case of MCS deficiency is reported to the applicant at the beginning. During the research period, the construction of MCS E. coli expression system was pointed out, and the full-length cDNA was used for expression. A large number of compositional enzymes have been found to be inactive due to the recovery of insoluble encapsulated components. Secondary MCS activity is regulated by the system, XOR and MCS in E. coli. Good culture conditions are not good for XOR activity. Good culture conditions are not good for XOR activity. The analysis of crystal structure of XOR is carried out. The enzyme was isolated from the moco-binding site and compared with the wild type enzyme. The three-dimensional structure of the wild-type enzyme and the mutant enzyme is determined. One of the above achievements was submitted to the academic journal and published in the journal. The structure near XOR and AO is similar to that of active enzymes in the synthesis process. MCS and MoCo are important in the mutual recognition mechanism between enzymes. In the future, the research and development of new technologies will be carried out.