糖質関連酵素の結晶構造解析

碳水化合物相关酶的晶体结构分析

基本信息

批准号：
03J11327
负责人：
日高將文
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

糖鎖の伸長、分解に関連する酵素は、アミノ酸配列に基づいて5つの群、100以上のファミリーに分類されているが、多くのファミリー間で立体構造の相同性が見出されている。本研究は、糖質関連酵素の立体構造を解明することで、ファミリー間の構造機能相関を明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度に明らかにした糖質加水分解酵素群ファミリー94(GH-94)に分類される加リン酸分解酵素Vibrio proteolyticus由来キトビオースホスホリラーゼ(ChBP)の立体構造を基に、同じくGH-94に分類される加リン酸分解酵素Cellvibrio gilvus由来セロビオースホスリラーゼ(CgCBP)の構造解析を行った。その結果、CgCBPのグルコース・硫酸複合体構造を2.0Å、グルコース・グリセロール・リン酸複合体構造を2.1Å分解能で明らかにした。後者は、GH-94で初めてのリン酸複合体構造であり、これまで不明だったGH-94のリン酸認識残基を同定した。また、ChBPとCgCBPの構造比較から、両者の基質特異性を決定しているアミノ酸残基を特定した。CgCBPはGH-94酵素では最も詳細な解析が行われてきた酵素であり、セロビオースや分岐三糖など有用オリゴ糖合成への応用が考案されている。本研究による立体構造の解明により、更なる研究の発展が期待される。CgCBPの結晶化およびX線回折データ測定の結果は、科学誌Acta Crystallographica Section Dに発表した。またCgCBPの構造解析の結果について、投稿準備中である。

参与糖链延长和分解的酶根据其氨基酸序列分为5类100多个家族，并且在许多家族之间发现了3D结构同源性。本研究的目的是通过阐明碳水化合物相关酶的三维结构来阐明家族之间的结构-功能关系。今年，我们基于前一年揭示的属于碳水化合物水解酶家族94（GH-94）的磷酸分解酶——解蛋白弧菌来源的壳二糖磷酸化酶（ChBP）的三维结构，进行了结构分析。纤维二糖磷酸化酶 (CgCBP) 源自 Cellvibrio gilvus，一种分类为 -94 的磷酸水解酶。结果，我们以 2.0 Å 分辨率揭示了 CgCBP 的葡萄糖-硫酸盐复合物结构，并以 2.1 Å 分辨率揭示了葡萄糖-甘油-磷酸盐复合物结构。后者是 GH-94 的第一个磷酸络合物结构，并鉴定了 GH-94 中以前未知的磷酸识别残基。此外，通过比较 ChBP 和 CgCBP 的结构，我们鉴定了决定两者底物特异性的氨基酸残基。 CgCBP是GH-94酶中被最详细分析的酶，并且已经设计了其在纤维二糖和支链三糖等有用寡糖的合成中的应用。通过这项研究对三维结构的阐明预计将导致进一步的研究发展。 CgCBP结晶和X射线衍射数据测量结果发表在科学杂志Acta Crystallographa Section D上。我们还准备提交CgCBP的结构分析结果。