微生物のシステイングリコシダーゼの構造機能解析と反応機構解明
【研究分野】応用生物化学
【研究キーワード】
酵素 / タンパク質 / 有機化学 / 応用微生物学 / 糖鎖 / 糖質関連酵素 / 植物病原菌 / 選択的化学合成 / 応用微生物 / 蛋白質
【研究成果の概要】
求核触媒が亜鉛に結合したCysという全く新しいタイプの活性中心を持つ糖質加水分解酵素（β-L-Araf-ase）であるHypBA1を見出し、反応機構の検証と関連酵素（タンパク質）の解析を行った。β-L-Araf-aseの活性中心と化学選択的に反応する阻害剤の立体選択的合成法を確立し、これを用いることによりHypBA1の全反応ステップの立体構造を解明した。さらに、新規β-L-Araf-aseを発見して、関連酵素ともに機能解析と構造解析を行った。β-アラビノオリゴ糖代謝経路に関わる酵素・タンパク質の特徴が明らかになった。
【研究の社会的意義】
活性中心がCysである糖質加水分解酵素としてはこれ以外に全く前例がなく新規な発見である。さらにHypBA1で反応前（酵素-基質ミカエリス型複合体）、反応中間体アナログ（ハロアセトアミド体阻害剤との複合体）、反応後（産物であるβ-L-Arafとの複合体）の全てで立体構造に成功し、反応機構を解明した。本酵素は善玉菌として有名な腸内細菌であるビフィズス菌が食品に含まれるβ-アラビノオリゴ糖分解に関わる経路で重要な役割を担っており、ヒトの健康に有効なプレバイオティクス開発に繋がると期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 藤田 清貴 | 鹿児島大学 | 農水産獣医学域農学系 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 石渡 明弘 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 開拓研究本部 | 専任研究員 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【配分額】42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)