新規環状ジヌクレオチド合成酵素の構造基盤の解明

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環状ジヌクレオチド (CDN) は細胞内シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして多様な生理活性を担っている．脊椎動物では，環状GMP-AMP合成酵素(cyclic GMP-AMP synthase; cGAS)が細胞質内DNAセンサーとして同定された． cGASはATPとGTPからCDNであるcyclic GMP-AMP (cGAMP) を産生し，下流の免疫応答を惹起することが知られている．近年，新規のcGAMP産生酵素として，ジヌクレオチド環化酵素 (dinucleotide cyclase; DncV) が真性細菌Vibrio choleraeより同定された．DncVはコレラ菌の病原性に強く関与していることが示唆されているがその詳細な役割はわかっていない．cGASによって産生されるcGAMPはリン酸ジエステル結合が2'-5'および3'-5'で結合する非標準的な環状構造をとるのに対し，コレラ菌由来DncVによって産生されるcGAMPは両方のリン酸ジエステル結合が3’-5’で結合する標準的な環状構造をとる．本研究ではDncVによるCDN産生機構を解明することを目指し，V. cholerae及びE. coli由来DncVの結晶構造解析を行なった．平成26年度には，単体および反応前に相当するpre-reaction 状態のヌクレオチドとの複合体について1.6～2.3オングストローム分解能で構造決定に成功した．本年度はより詳細な反応機構を明らかにするために，反応中間体の構造取得を目指して，DncVと様々なヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログとの共結晶構造解析を行ったが， 中間体を反映した構造は得られなかった．