Extradiol型二原子酸素添加酵素の構造機能相関の解明

外二醇型双加氧酶结构-功能关系的阐明

• 批准号: 17770096
• 负责人: 杉本 敬祐
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Asahikawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770096/
• 关键词: 蛋白質; 酵素; 蛋白結晶学; 構造生物学

本申請の研究目的は、リグニン分解代謝系の基質特異性・四次構造などが異なる数種のExtradiol型二原子酸素添加酵素(DesZ酵素、DesB酵素、LigAB酵素など)の高精度立体構造(1.5Å以上)をX線結晶構造解析の手法により明らかにし、酵素活性データ、変異体酵素を組み合わせて総合的に解析することで、Extradiol型二原子酸素添加酵素全体における多様な基質特異性の起源と反応機構を立体構造にもとづいて明らかにすることを目指す。(1)DesB酵素について解析した1.8Å分解能におけるDesB酵素の立体構造とLigAB酵素の立体構造を比較した結果、以下の2つについて新たな知見を得ることができた。(1)従来、Extradiol型二原子酸素添加酵素の鉄イオンには、2つのヒスチジン残基と1つのグルタミン酸残基がアミノ酸由来の配位子として存在していたが、DesB酵素では、これら3つのアミノ酸残基に加えて新たに1つのアスパラギン残基が配位した新しいタイプであった。(2)この新たに加わった配位アミノ酸残基のために、基質が結合する際、DesB酵素ではLigAB酵素と異なるアクションが必要になると考えられる。現在、このアスパラギンに対して、他のアミノ酸に置換したものを調製しており、酵素活性および立体構造の解析を進めている。今後、多数の変異体酵素を調製・解析することで、DesB酵素における反応メカニズムを明らかにできると考えている。また基質特異性についても同様に変異体酵素を調製・解析することで、DesB酵素のもつ基質特異性の起源を立体構造の観点から明らかにしていく。(2)DesZ酵素について当初得られていた結晶では、構造解析が困難であると判断し、現在、他のスクリーニングキットによる結晶化条件の探索を行っている。

This application の research purpose は, リ グ ニ ン catabolism is の substrate specificity, four tectonic な ど が different な る several の Extradiol diatomic acid type element added enzyme (DesZ enzyme, DesB enzyme, LigAB enzyme な ど) の high-precision three-dimensional structure (1.5 A above) を X-ray crystal structure analytic の gimmick に よ り Ming ら か に し, Enzyme activity デ ー タ, 1 - enzyme を group み わ せ て 総 に of parsing す る こ と で, acid type Extradiol diatomic element added enzyme all に お け る others more な substrate specificity の origin と を 応 authorities three-dimensional structure に も と づ い て Ming ら か に す る こ と を refers す. (1) the DesB enzyme に つ い て parsing し た 1.8 A decomposition can に お け る DesB enzyme の three-dimensional structure と LigAB enzyme の three-dimensional structure を compare し た results, the following 2 つ の に つ い て new た な knowledge を have る こ と が で き た. (1) 従 element to add to, Extradiol diatomic acid enzyme の iron objects イ オ ン に は, 2 つ の ヒ ス チ ジ ン residues と 1 つ の グ ル タ ミ ン acid residues が ア ミ origin の ノ acid ligand と し て exist し て い た が DesB and enzyme で は, こ れ ら 3 つ の ア ミ ノ acid residues に plus え て new た に 1 つ の ア ス パ ラ ギ ン residues が し coordination Youdaoplaceholder0 new タ プであった プであった. (2) こ の new た に plus わ っ た ligand ア ミ ノ acid residues の た め に, combined matrix が す る interstate, DesB enzymes で は LigAB enzyme と different な る ア ク シ ョ ン が necessary に な る と exam え ら れ る. Now, こ の ア ス パ ラ ギ ン に し seaborne て, he の ア ミ ノ acid に replacement し た も の を modulation し て お り, enzyme activity お よ び three-dimensional structure analytical を の into め て い る. In the future, most の variations with enzyme を modulation, parsing す る こ と で DesB and enzyme に お け る anti 応 メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に で き る と え test て い る. ま た substrate specificity に つ い て も with others に variations with enzyme を modulation, parsing す る こ と で DesB and enzyme の も つ substrate specificity の origin を three-dimensional structure の 観 point か ら Ming ら か に し て い く. (2) DesZ enzyme に つ い て to original ら れ て い た crystallization で は, tectonic analytical が difficult で あ る judging と し, now, he の ス ク リ ー ニ ン グ キ ッ ト に よ る crystallization conditions の を line っ て い る.

项目成果

変異体を用いたExtradiol型二原子酸素添加酵素PheBの酵素学的研究

使用突变体对 Extradiol 型双加氧酶 PheB 进行酶学研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉本 敬祐;ら
• 通讯作者: ら

Crystallization and preliminary crystallographic analysis of the catechol 2,3-dioxygenase PheB from Bacillus stearothermophilus BR219

嗜热脂肪芽孢杆菌 BR219 儿茶酚 2,3-双加氧酶 PheB 的结晶和初步晶体学分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Acta Crystallographica Section F 62
• 作者: Keisuke Sugimoto;Kazuki Matsufuzi;Hiroaki Ohnuma;Miki Senda;Masao Fukuda;Toshiya Senda
• 通讯作者: Toshiya Senda

Struclural studies on the "DesB" enzyme -Type II extradiol dioxygenase from Sphingomonas paucimobilis SYK-6-

“DesB”酶 - 来自少动鞘氨醇单胞菌 SYK-6 的 II 型外二醇双加氧酶 - 的结构研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Sugimoto;et. al.
• 通讯作者: et. al.

リグニン分解菌由来・二原子酸素添加酵素DesBの立体構造解析

木质素降解菌双加氧酶 DesB 的三维结构分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉本 敬祐;ら
• 通讯作者: ら

リグニン分解菌由来・二原子酸素添加酵素DesZの結晶化条件の探索

寻找源自木质素降解细菌的双原子加氧酶 DesZ 的结晶条件

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉本 敬祐;ら
• 通讯作者: ら