Phosphodiesterase特異的阻害剤longestinの酵素的全合成

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既に昨年テルペンやステロイドなどの普遍的前駆体IPPをメチル化するメチル基転移酵素Lon23の酵素活性の検出に成功した。さらに特異なプレニル基転移酵素Lon22は、Lon23の生成物であるZ-methylIPPとIPPを巧妙に使い分け、2個のメチル基の置換したdmGGPPを与えることを明らかにした。今年度は、Lon23と近縁の機能を持つStreptomyceslasaliensis由来のGPPメチル基転移酵素GPPMTのX線結晶構造解析に成功した。GPPMTの立体構造は基質であるGPPおよび基質アナログsinefunginとの複合体として得られ、活性部位にはピロリン酸部位を結合する触媒残基することが判明した。GPPMTと相同性が41%と高いLon23のアライメントから、Lon23はこの酵素と類似の触媒残基を活性部位にもち、触媒機構が推定された。これにより前半の3工程の触媒反応をLon23,Lon22,Lon12が触媒し、オクタプレニル側鎖が生成することが判った。本年度はさらに基質となるbenzoylsuccinate部分の合成を行った。4-ヒドロキシフタル酸を出発原料として2工程で合成した酸無水物へのC4単位の付加反応したところ、位置選択的にアルキル基が導入された生成物を合成することに成功した。このほかLon23の近縁酵素であるGPPMTのX線結晶構造解析を行い、通常のメチル基転移酵素の活性部位にMg2+の配位部位およびそれと結合するピロリン酸部位の存在が明らかとなった。相同性は41%と高いLon23もIPPの結合部位およびメチル基転移後に生じるカチオン消去に関与する塩基となるアミノ酸残基の存在も明らかになった。既に後半のLon14,Lon15,Lon16の大量発現にも成功し、問題の骨格構築を検討することが可能になった。