パラベンを輸送するペプチドABCトランスポーターホモログの構造と機能柔軟性の解析

运输对羟基苯甲酸酯的肽 ABC 转运蛋白同系物的结构和功能灵活性分析

基本信息

批准号：
21K05351
负责人：
矢嶋俊介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture
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

项目摘要

非天然化合物であるhydrazide化合物を唯一の炭素源として資化できるMicrobacterium hydrocarbonoxydansから、化合物を取り込むABCトランスポーターと分解酵素を同定している。本来の天然基質の同定を目指している中で、今年度はその候補であるパラベンを対象に解析を行った。また、この資化を担うタンパク質群を制御するオペロンは、他の放線菌にもホモログが存在することから昨年度に引き続きPseudonocardia acaciae由来のamidaseを用い、ホモログとしての機能同定も兼ねて解析を行った。基質として、メチル、プロピル、ブチルの各パラベンを用いてkinetics parameterを求めたところ、合成基質の一つである4-hydroxybenzoic acid hydrazideよりも高い酵素活性を示した。また、特異性に関しては、３種のパラベン間でkcat/Km値に大きな差はないが、ブチルパラベンに対して一番高い活性を示した。通常パラベンは化粧品に含まれることから天然物という認識があまりないかもしれないが、天然からの単離報告もあることから、酵素そしてトランスポーターの天然基質としての可能性が高まった。それはまた、３種の基質の間で活性の差が見られたことから、基質の結合様式を解析するため、P. acaciae amidaseのX線結晶構造解析を試みた。昨年度からの改善を行うことで結晶を得ることに成功した。一方で現時点での分解能は3 Aと高くないことと、基質との複合体はまだ得られていないため、さらなる検討を要する。

我们已经鉴定出 ABC 转运蛋白和降解酶，它们吸收来自烃氧化微杆菌的酰肼化合物，这些化合物是非天然化合物，可用作唯一的碳源。在旨在确定原始天然底物的同时，今年我们针对候选物质对羟基苯甲酸酯进行了分析。此外，由于控制负责该同化的蛋白质组的操纵子的同源物存在于其他放线菌中，因此我们从去年开始使用源自金合欢假诺卡氏菌的酰胺酶来分析操纵子，目的是确定其作为同源物的功能。当使用对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸丁酯作为底物测定动力学参数时，它们表现出比合成底物之一的4-羟基苯甲酰肼更高的酶活性。关于特异性，尽管三类对羟基苯甲酸酯的 kcat/Km 值没有显着差异，但它对对羟基苯甲酸丁酯表现出最高的活性。由于对羟基苯甲酸酯通常包含在化妆品中，因此它们可能不会被广泛认为是天然产品，但有报道称它们从自然界中分离出来，增加了它们作为酶和转运蛋白天然底物的潜力。他们还观察到三种底物活性的差异，因此他们尝试对金合欢酰胺酶进行X射线晶体结构分析，以分析底物的结合模式。经过去年的改进，我们成功获得了结晶。另一方面，目前3 A的分辨率并不高，并且尚未获得与基底的复合物，因此需要进一步研究。