Identification of D-amino acid metabolic pathways in hyperthermophile

超嗜热菌中 D-氨基酸代谢途径的鉴定

• 批准号: 21K05348
• 负责人: 宮本 哲也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05348/
• 关键词: D-アミノ酸; アミノ酸ラセマーゼ; アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼ; 多機能型酵素; 超好熱菌; D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ; D-アミノ酸; アミノ酸ラセマーゼ; アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼ; 多機能型酵素; 超好熱菌; D-アミノ酸アミノトランスフェラーゼ; アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ

本研究は、超好熱菌 Thermotoga maritima における新規のD-アミノ酸代謝経路を明らかとすることを目的として、推定アミノ酸代謝酵素の酵素学的機能解析により、D-アミノ酸代謝に関連する酵素を同定する。昨年度は、異なる3つの活性を有する、多機能型酵素アセチルオルニチンアミノトランスフェラーゼ及び新規のD-アミノ酸アミノトランスフェラーゼを同定した。本年度は、O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼと2種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼの機能解析を行なった。O-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼは、L-メチオニン生合成経路においてO-アセチルホモセリンと硫化水素からホモシステインと酢酸を合成する反応を触媒する酵素である。T. maritima由来の本酵素は2種類のアミノ酸に対して、微弱なラセマーゼ活性を有することが明らかとなった。また、本酵素はL-システインに対してリアーゼ活性を示した。さらに、アミノ基ドナーとアクセプターの組み合わせによっては、アミノトランスフェラーゼ活性を示すことが明らかとなった。以上より、T. maritimaのO-アセチルホモセリンスルフヒドラーゼは、アミノ酸ラセマーゼ活性、L-システインリアーゼ活性、アミノ酸アミノトランスフェラーゼ活性を有する、多機能型アミノ酸代謝酵素であることを明らかにした。また、2種類の推定アミノ酸アミノトランスフェラーゼについては、アミノトランスフェラーゼ活性について、アミノ基ドナーおよびアミノ基アクセプターの特異性の解析、pH依存性、温度依存性の解析を行なった。現在、各酵素のラセマーゼ活性について検証を進めている。

这项研究旨在揭示高疗细菌Thermotoga Maritima中的新型D-氨基酸代谢途径，我们通过分析推定的氨基酸代谢酶的酶促功能分析来鉴定与D-氨基酸代谢相关的酶。去年，我们确定了一种多功能酶乙酰基氨酸氨基转移酶和一种具有三种不同活性的新型D-氨基酸氨基转移酶。今年，针对o-乙酰霍米氨基磺基酶和两个推定的氨基酸氨基转移酶进行了功能分析。 o-乙酰基糖苷磺基酶是一种酶，可催化o-乙酰霍米舍氨酸和硫化氢在L-甲基二氨酸生物合成途径中的合成同型半胱氨酸和乙酸的反应。已经揭示了这种源自马里菌的酶具有弱的种族友活性，对两个氨基酸。此外，该酶表现出对L-半胱氨酸的裂解酶活性。此外，已经揭示了氨基群体供体和受体的某些组合表现出氨基转移酶活性。从上面可以揭示出，马里蒂马氏菌的o-乙酰羟胺磺基酶是一种多功能氨基酸代谢酶，具有氨基酸种族酶活性，L-甲基酸酯裂解酶活性和氨基酸氨基酸氨基转移酶活性。此外，对于两种推定的氨基酸氨基酸氨基转移酶，分析了氨基组供体的特异性和氨基组受体，对氨基酸活性进行了pH依赖性和温度依赖性分析。目前，我们正在研究每种酶的种族酶活性。