産業微生物由来アミノ酸輸送体の構造解析と基質輸送メカニズムの解明

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本研究は輸送体の改変により、将来的に発酵産業界における有用物質生産の高効率化を目指し、微生物の輸送メカニズムの解明を行ったものである。研究対象となる輸送体は、産業利用例のある微生物由来の輸送体蛋白質であり、アスパラギン酸（L-Asp）とアラニン（L-Ala）という二つのアミノ酸を交換輸送する。これまで、酵素学的解析から、基質透過経路の同定や基質結合部位が輸送基質ごとに異なることが明らかにされている。本研究では引き続き酵素学的アプローチとして、１（１）L-Asp、L-Ala のヘテロ交換輸送がどのように行われているのか解析すると共に、１（２）基質の推定透過経路内の一アミノ酸残基に注目し、輸送における機能の解明を行った。また、AspTの輸送における機能の全容解明に挑むため、結晶構造解析を考えている。昨年度は、更なる高発現系の改良に成功した。今年度は実際結晶化スクリーニングに挑むと共に、２耐熱性ホモログのスクリーニングを行い、より結晶化しやすい状況の探索を行った。１（１）ヘテロ交換輸送の解明に関しては、現在論文作成中であり、新規性確保のため詳細は省略させていただく。１（２）では、構造の安定化に寄与するとされる部位のうち、76番目のアルギニン残基を様々なアミノ酸に置換して輸送能を調べた。その結果、リジンに置換した変異体ではワイルドタイプの約2倍の輸送能を示した。これは輸送体の改変が産業応用に期待できる結果となった。２では後輩の指導・アドバイスの面で関わった。現在、耐熱性ホモログのスクリーニング、発現の確認を終えたところである。