ATPからポリリン酸へ、生命エネルギー進化の逆をたどる分子改変

追踪生命能量从 ATP 到多磷酸盐演化逆向的分子修饰

• 批准号: 21658031
• 负责人: 黒田 章夫
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21658031/
• 关键词: ATP; ポリリン酸; 進化; グルコキナーゼ; 生命エネルギー

ATPは生命エネルギーの通貨と言われ、多くの酵素がATPをエネルギー源あるいはリン酸化の基質として利用している。我々はポリリン酸(polyP)を利用してグルコースをリン酸化する酵素(polyP-GK)を発見し、その立体構造を解明した。本研究ではATPを利用するグルコキナーゼ(ATP-GK)を改変し、polyPを利用できる様にする分子改変に挑戦した。1,ATP-GKの触媒部位周辺の塩基性のアミノ酸が比較的少ないため、polyPとの親和性が低い可能性がある。そこで、触媒部位の入り口のAsp302をLysに置換したがpolyPを利用できるようにはならなかった。2,ATP-GKのC末端に別酵素のpolyp結合ドメインを挿入し、polyPに対し親和性の高い融合タンパク質をつくった。しかし、この融合タンパク質はATPによる酵素活性は検出できたが、polyPを利用できるようにはならなかった。3,polyP-GKの触媒部位の構造に比べ、ATP-GKのリン酸結合部位が柔軟性を欠くことから、構造が不安定なpolyPとの親和性が低い可能性がある。リン酸結合部位の柔軟性を高めるため、Ala261のGlyへの置換及びGlyの挿入を行なった。しかし、その両方の酵素にグルコキナーゼ自体の酵素活性が消失した。以上の結果より、ATPの触媒部位への結合による構造変化(アロステリック活性化)が起こる酵素では、polyPを利用させることが困難であることが考えられる。しかし、アロステリック活性化を示さないタイプのATP依存酵素を使えば、潜在的にpolyPも利用できる可能性があると考えられた。

ATP, ATP, acid, acid, We use polyP to make cleavage by acidifying enzymes (polyP-GK) and stereoscopes. In this study, ATP was used to modify (ATP-GK) molecules, and polyP was used to modify molecules. 1the number of primordial acid, polyPhosphoric acid and low probability of sex in the GK catalyst site of GK was lower than that of basic acid in GK. In the catalyst part, the Asp302 Lys is installed in the mouth and the polyP is used to make use of the catalyst. (2) the C-terminal enzyme polyp of the GK terminal of GK was combined with the fusion of polyP, polyP and sex genes. The enzyme activity of ATP was fused and the enzyme activity was detected. PolyP was used to detect the activity of enzyme. (3) the comparison of the catalyst site of polyPmurine GK, the flexibility of the combination of ATP-GK acid and acid, the instability of polyP, and the possibility of sexual instability. The combination sites of Ala261, Gly, and Gly were sensitive, flexible, sensitive and sensitive. The enzyme activity of the autologous enzyme has disappeared. The results of the above results showed that the ATP catalyst was activated by enzyme activation, and polyP was used to determine the activity of the enzyme. Activation shows that ATP-dependent enzymes make it possible for potential polyP to take advantage of the possibility.

项目成果

バイオによるリンの濃縮と回収法

生物基磷浓缩及回收方法

• 发表时间: 2010
• 作者: 黒田章夫;廣田隆一
• 通讯作者: 廣田隆一

大腸菌YjbBはリン酸排出促進によりポリリン酸蓄積を抑制する

大肠杆菌 YjbB 通过促进磷酸盐排泄来抑制多磷酸盐积累

• 发表时间: 2010
• 作者: 3.本村圭;廣田隆一;大中信輝;岡田真以;黒田章夫
• 通讯作者: 黒田章夫

Reciprocating-flow ATP amplification system for increasing the number of amplification cycles.

往复流 ATP 扩增系统，用于增加扩增循环次数。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Analytical Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: T. Satoh;Kosuke Tsuruta;Yasuharu Shinoda;R. Hirota;Kenichi Noda;A. Kuroda;Y. Murakami
• 通讯作者: Y. Murakami

微生物によるリンの濃縮と資源化

微生物对磷的富集及资源化

• 发表时间: 2009
• 作者: 黒田章夫;廣田隆一
• 通讯作者: 廣田隆一

大腸菌ポリリン酸高蓄積PhoU変異株の不安定化機構の解明

阐明大肠杆菌多聚磷酸盐积累的 PhoU 突变株的失稳机制

• 发表时间: 2010
• 作者: 中井茂人;半田智大;本村圭;廣田隆一;黒田章夫
• 通讯作者: 黒田章夫