イソプレニルトリプトファン残基を含むペプチドに関する化学的研究

含异戊二烯基色氨酸残基的肽的化学研究

• 批准号: 09J01228
• 负责人: 辻 史忠
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01228/
• 关键词: ComXフェロモン; 翻訳後修飾; イソプレニル化

トリプトファン残基のイソプレニル化は、現在までのところ枯草菌のComXフェロモンにおいてのみ確認されている翻訳後修飾であり、生物界における普遍性は未だ明らかにされていない。そこで本研究は、この翻訳後修飾の生物界における分布の検証を目的とする。具体的にはin vitro酵素反応系を用いることで修飾酵素ComQの認識するコンセンサス配列の推定を試みた。in vitro酵素反応とは、枯草菌RO-E-2株由来の修飾酵素ComQRO-E-2にComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体およびゲラニルピロリン酸を加えインキュベートすることで、ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体にゲラニル基を転移させる反応である。これまでの研究により、前駆体の全長である58残基からなる[1-58]ComX_<RO-E-2>フェロモン前駆体を用いて酵素反応を行い、C末端側の7残基がゲラニル化されたペプチドをMALDI-TOF-MSで検出することに成功した。また、LC-MSを用いた定量系の確立に成功し、それを利用して酵素反応条件を検討した結果、ゲラニル化されたペプチドの収率(検出効率)を飛躍的に向上させることに成功した。前年度は様々な長さの前駆体を用いて酵素反応、定量を行ったところC末端から12残基にあたる[47-58]ComX_<RO-E-2>がゲラニル化の起こる最短配列であることを見出した。さらにこのペプチドを基にしたC末端変更体、アラニン置換体という2種の類縁体を用いた酵素反応の結果、トリプトファン残基のC末端からの距離の重要性、ゲラニル化に重要ないくつかのアミノ酸を同定した。しかし、重要性が示唆されたアミノ酸残基は他の菌株由来のComXフェロモンにはほとんど保存されておらず、さらにComQ_<RO-E-2>は他の菌株由来のComXフェロモンに対して全く交差活性を示さなかった。これらの結果からComXフェロモンにはコンセンサス配列が存在しないことが示唆された。また、イソプレニル化を受けるシステイン残基を有しているにも関わらず、コンセンサス配列の存在していないタンパク質の一つであるRabタンパク質とComXフェロモンには多くの共通点が存在していることを見出した。このことよりComXフェロモンはRabタンパク質のような機構、あるいは全く新しい機構でイソプレニル化されることが示唆された。

色氨酸残基的等肾化是一种翻译后的修饰，迄今为止仅在枯草芽孢杆菌的昏迷中得到证实，其在生物学世界中的普遍性尚未得到揭示。因此，本研究旨在验证生物学世界中这种翻译后修饰的分布。具体而言，我们试图通过使用体外酶反应系统来估计通过改良酶COMQ识别的共有序列。体外酶反应是一种反应，其中将黄烷基群转移到COMX_ <RO-E-2>信息素前体转移到COMQRO-E-E-2（一种从枯草芽孢杆菌RO-E-2菌株中得出的修饰酶），通过孵育COMX_ <ro-e-e-2> pheromone promorsor。先前的研究已经使用[1-58] comx_ <RO-e-2>信息素前体成功地进行了酶促反应，该前体由58个残基组成，即前体的全长，肽在肽侧的七个残基已被MALDI-TOF-MS检测到了c-末端的肽。此外，我们已经成功地使用了LC-MS建立了一个定量系统，在使用此过程之后，我们研究了酶促反应条件，因此，我们成功地显着提高了黄虫化肽的产率（检测效率）。在上一年中，使用各种长度的前体进行了酶促反应和定量，发现[47-58] comx_ <RO-e-2>是C-terminus的12个残基，是出现胶烷基化的最短序列。此外，使用两种类似物，基于该肽和丙氨酸取代的C末端改变的酶促反应表明，鉴定了与色氨酸残基C末端的距离的重要性，以及几种对黄烷基化重要的氨基酸的重要性。然而，表明重要性的氨基酸残基在其他菌株中几乎没有保守，而COMQ_ <RO-E-2>没有对其他菌株的粘液信息素的交叉活动。这些结果表明，昏迷的信息素没有共识序列。此外，尽管有半胱氨酸残基会经历异丙肾上腺素化，但发现Rab蛋白之间存在许多相似之处，Rab蛋白（一种没有共识序列的蛋白质与康克斯信息素没有共识序列）。这表明粘液信息素是通过RAB蛋白或全新机制等机制的异丙肾上腺素化的。

项目成果

無細胞系を利用したComXRO-E-2フェロモンにおけるTrp残基のゲラニル修飾

使用无细胞系统对 ComXRO-E-2 信息素中色氨酸残基进行香叶基修饰

• 作者: 辻史忠;石原紋子;中川彩;金丸京子;入江一浩;岡田正弘;坂神洋次
• 通讯作者: 坂神洋次