キノン補酵素形成機構の解明およびペプチド修飾酵素による機能性環状ペプチドの創出

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QhpEのX線結晶構造を1.80Åの分解能で決定した。QhpEの活性中心には、QhpCが結合していると考えられる大きなポケットがあった。そこで、基質認識に関与する相互作用を特定するため、QhpE /QhpC複合体モデルをClusProを用いて構築した。その結果、高度に保存された大きなポケットにQhpCのリーダーペプチドが結合することが示唆され、これによってQhpCを認識していると考えられた。また、活性中心に近接する保存された浅い窪みにQhpCが結合しており、この領域の構造変化が切断活性に大きく影響している可能性がある。このように、複数の酵素系が、それぞれの酵素の複合体形成や反応性を介して、成熟したQhpCの生合成を制御していることを明らかにした。これまでの先行研究で、チオエーテル架橋形成酵素QhpDを用いて、短縮型QhpC（sQhpC）において様々な配列を持つsQhpCの架橋形成に成功している、今回、QhpEとTEVプロテアーゼを用いて、sQhpCのN末端リーダーペプチドとC末端St2タグを切断し、ポリAlaループを含む架橋領域を単離した。この環状ペプチドの生理活性をA549細胞を用いて測定した。測定には，様々な長さのAla残基で置換された環状ペプチド（(Ala)×4，(Ala)×5，(Ala)×6）を用いた。A549細胞に添加した結果、(Ala)×4は30%の細胞毒性を示した。一方、(Ala)×5と(Ala)×6)は、細胞生存率に大きな影響を与えなかった。これらの結果から、(Ala)×4は、(Ala)×5や(Ala)×6に比べて疎水性が高く、分子が小さいため、細胞膜を破壊することが示唆された。今後、QhpDの構造解析を進め、基質認識機構を解明することで、触媒機能の改変が可能になると考えられる。