D-アミノ酸、D-アミノ酸含有ペプチド合成に向けた有用酵素の機能解析及び改変

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D-アミノ酸は有用物質合成の中間体として重要であり、D-アミノ酸を含有するペプチド(D-ペプチド)も、多様な生理活性を持つと考えられ注目されつつある。しかし効率的なD-ペプチド合成法はなく、その合成法確立は急務である。本研究では、D-アミノ酸合成に有用な金属型D-アミノペプチダーゼ(DAP)及びセリン型DAPに着目し、機能解析とD-ペプチド合成への可能性を検証した。枯草菌の金属型DAPは熱に強く高活性で、基質としてD-アミノ酸誘導体に特異的であった。また、活性中心の金属(亜鉛)をコバルトに置換することで、大きく特異性が変化し、アミドを含む様々なアミノ酸誘導体分解活性が飛躍的に上昇した。従って、コバルト置換型酵素はラセミアミノ酸アミドからのアミノ酸キラル分割に利用できることが示唆された。放線菌のセリン型DAPは、pHに安定でD-Phe誘導体やD-Nle誘導体に対し高い活性を示した。また、1次構造解析から、本酵素はβラクタマーゼが属するペプチダーゼS12ファミリーに分類されることが明らかとなったが、本酵素からβラクタマーゼ活性は確認されなかった。本酵素は高濃度のアルコール中でも安定であり、70%MeOH中で触媒活性を示したため、PheやNle誘導体を用いてアミノリシスによるペプチド合成を検証した。その結果、高濃度のMeOH存在下、Nleを基質とした時に未知の生成物が得られた。これはアミノリシス反応で出来たペプチドである可能性が高いと考えられる。