構造未知ファミリーに属する糖質分解・転移酵素のX線結晶構造解析

属于未知结构家族的碳水化合物分解/转移酶的 X 射线晶体结构分析

基本信息

批准号：
15780067
负责人：
伏信進矢
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

最終的に3種の新規な立体構造を決定することに成功し、それらの結晶化および結晶構造に関する国際誌への投稿論文を4報発表した(J.Biol.Chem.,Strcture, Acta Cryst)。また、研究成果を日本農芸化学会大会、応用糖質科学会などの国内学会で発表した。さらに、国際学会でも発表予定である。GH-54α-L-アラビノフラノシダーゼは、分解能約1.8ÅでMIR法により構造決定した。本構造は同ファミリーでは世界初の立体構造であり、触媒ドメインと糖質結合ドメインに分かれることが分かった。触媒ドメインは、既知の酵素とは大きく異なるフォールドを取っていたが、反応産物との複合体構造と変異体解析により、活性中心を特定できた。一方、糖質結合ドメインは基質の側鎖のみを認識することが明らかになり、このドメインの新規な構造・機能および存在普遍性から、新たな糖質結合ドメイン(CBM42)と認定された。現在、CBM-42の機能解析に関する投稿論文を準備中である。GT-36キトビオースホスホリラーゼの結晶構造は、1.6Å分解能でMAD法により決定した。本構造も、同ファミリーでは世界初の立体構造であった。また、基質との複合体構造から、反転型加リン酸分解酵素の反応機構が解明された。本酵素の立体構造と反応機構は、数種の糖加水分解酵素と有意な相同性を示すことが明らかになったために、GT-36は糖転移酵素群から糖加水分解酵素群の新たなファミリーであるGH-94に再分類されることが決定した。さらに、同ファミリーに属するもう一つの酵素(セロビオースホスホリラーゼ)も、分解能2.1ÅでMR法により立体構造を決定し、活性中心の詳細を明らかにした。現在、これらの酵素の基質特異性の変換を目指した変異体を作成中である。

最终，我们成功确定了三种新的三维结构，并在国际期刊（J.Biol.Chem.、Structure、Acta Cryst）上发表了四篇关于其结晶和晶体结构的论文。此外，研究成果还在日本农业化学与应用糖科学会等国内会议上发表。此外，研究结果将在国际会议上公布。使用 MIR 方法以约 1.8 Å 的分辨率确定 GH-54α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的结构。该结构是该家族世界上第一个三维结构，被发现分为催化结构域和碳水化合物结合结构域。尽管催化结构域的折叠与已知酶的折叠显着不同，但通过分析反应产物和突变体的复杂结构可以鉴定活性中心。另一方面，研究表明碳水化合物结合结构域仅识别底物的侧链，并且由于其新颖的结构、功能和通用性，该结构域被鉴定为新的碳水化合物结合结构域（CBM42）。我们目前正在准备一篇关于 CBM-42 功能分析的论文供提交。 GT-36 壳二糖磷酸化酶的晶体结构通过 MAD 方法以 1.6 Å 分辨率测定。该结构也是世界上同家族中第一个三维结构。此外，从与底物的复合物结构中阐明了反向磷酸化酶的反应机制。研究表明，该酶的三维结构和反应机制与多种糖基水解酶具有显着的同源性，决定将其重新分类为GH-94。此外，通过MR方法以2.1 Å的分辨率确定了属于同一家族的另一种酶（纤维二糖磷酸化酶）的三维结构，并揭示了活性中心的细节。我们目前正在创建突变体，旨在改变这些酶的底物特异性。