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アルギン酸リアーゼの原子レベルでの構造・機能相関解析

海藻酸盐裂解酶的原子水平结构-功能关系分析

基本信息

批准号：
07J02497
负责人：
小倉康平
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

アルギン酸リアーゼは、酸性多糖アルギン酸におけるグリコシド結合をβ脱離反応により切断する。本研究は、アルギン酸リアーゼの構造・機能相関を解明することを目的としている。本年度は、一次構造上多糖リアーゼファミリー(PL-)7に属する酵素A1-II'におけるクレフト内各アミノ酸残基の役割およびPL-14酵素vAL-1(S)の作用様式を解析した。(1)PL-7アルギン酸リアーゼA1-II':部位特異的変異体R146AとY284Fの立体構造をX線結晶構造解析により分解能1.0Åで決定した。R146Aの結晶構造では、クレフトを覆うループL1の揺らぎ構造が消失していた。ループL1の開閉は酵素反応に必須であり、Arg146は周辺の残基および水分子との相互作用を介して、ループL1の動的構造を制御することが示唆された。Y284Fは、大幅な活性の減少を示すが、クレフト内残基の温度因子および水素結合様式に影響を及ぼさなかった。このことから、Tyr284は、酵素と糖との相互作用にのみ関わることが明らかになった。(2)PL-14アルギン酸リアーゼvAL-1(S):vAL-1(S)は、pH7ではアルギン酸から二糖～四糖のオリゴ糖を遊離したが、pH10ではアルギン酸二糖を優先的に遊離した。したがって、本酵素がpH依存的な作用様式を示すことが明らかになった(pH7,エンド型;pH10,エキソ型)。本酵素とグルクロン酸との複合体の結晶構造において、グルクロン酸はpH7ではクレフトの外側(ストランドA6-A7周辺)、pH10ではクレフトの内側(A4-A6)に結合していた。このことから、本酵素は糖との結合様式をpH依存的に変化させることで、固有の作用様式を発現させることが明らかになった。

The acid chain is linked to the acid chain and the acid chain is linked to the beta chain. This study aims to clarify the structural and functional correlation between the two groups. In this year, the functional formula of the enzyme AL-1(S) belonging to the group A1-II', which is composed of polysaccharide (PL-7), was analyzed for the first time. (1)PL-7 is A site-specific variant of R146A and Y284F. X-ray crystallographic analysis of PL-7 is determined by decomposition energy of 1.0. The crystalline structure of R146A disappeared. Arg146 mediates the interaction between residues on the periphery of L1 and the structure of L1. Y284F showed a significant decrease in activity, temperature factors and water binding effects of residues in the sample. Tyr284, enzyme and sugar interaction (2)PL-14 is free from di-and tetra-sugars at pH7, and free from di-and tetra-sugars at pH10. The enzyme has a pH-dependent action formula (pH7, pH10, pH10). The enzyme is incorporated into the crystal structure of the complex of the enzyme and the acid at pH7 on the outer side (A6-A7) and at pH10 on the inner side (A4-A6). This enzyme is a sugar binding enzyme that is pH-dependent.