セミナー室 / 糖質関連酵素の最近の進歩

リゾチーム遷移状態アナログの設計に基づく反応機構の検証

Vol.52 No.12 Page. 819 - 824 (published date : 2014年12月1日 advanced publication : 2014年11月20日)
尾形 慎1, 碓氷 泰市2, 梅本 尚之3, 大沼 貴之3, 深溝 慶3, 沼田 倫征4
  1. 福島工業高等専門学校物質工学科
  2. 静岡大学創造科学技術大学院
  3. 近畿大学農学部バイオサイエンス学科
  4. 産業技術総合研究所

概要原稿

ニワトリ卵白リゾチーム（hen egg white lysozyme; HEWL）は，1965年Phillipsらによってタンパク質としては3番目，酵素としては初めてX線結晶構造解析によりその立体構造が明らかにされた（1）．この発見以降，HEWLは阻害剤との複合体構造解析などの多くの研究が行われ，現在ではその反応機構が非常によく理解されている酵素の一つである．それにもかかわらず，HEWLの触媒機構に関しては50年以上もの長きにわたりさまざまな提案がなされ，いまだ議論の対象になっていることは興味深い．一般的に，酵素は基質の化学変化をもたらすものであるので，酵素と基質の複合体は不安定であり，それを直接的手段により観測することは困難である．しかし，酵素の立体構造や反応機構（反応中間体）に基づいて設計された競争阻害剤は，酵素の基質結合部位で安定な構造をとることから，今日に至るまで酵素反応機構を解明する強力な研究ツールとなっている（2, 3）．近年筆者らは，2種類のHEWL遷移状態アナログ阻害剤を分子設計し，これらを用いてHEWL反応機構について再検証したので紹介する．

リファレンス

  1. 1) C. C. F. Blake, L. N. Johnson, G. A. Mair, A. C. T. North & D. C. Phillips : Nature, 196, 1173 (1965).
  2. 2) V. H. Lillelund, H. H. Jensen, X. Liang & M. Bols : Chem. Rev., 102, 515 (2002).
  3. 3) T. Ito, T. Katayama, M. Hattie, H. Sakurama, J. Wada, R. Suzuki, H. Ashida, T. Wakagi, K. Yamamoto, K. A. Stubbs et al. : J. Biol. Chem., 228, 11795 (2013).
  4. 4) L. Callewaert & C. W. Michiels : J. Biosci., 35, 127 (2010).
  5. 5) D. M. Chipman, J. J. Pollock & N. Sharon : J. Biol. Chem., 243, 487 (1968).
  6. 6) B. Carreño-Gómez & R. Duncan : Int. J. Pharm., 148, 231 (1997).
  7. 7) C. C. F. Blake, L. N. Johnson, G. A. Mair, A. C. T. North, D. C. Phillips & V. R. Sarma : Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 167, 378 (1967).
  8. 8) J. A. Thoma, J. E. Spradlin & S. Dygert : “The Enzymes,” ed. by P. D. Boyer, 3rd Ed., 5, 1971, pp. 115–189.
  9. 9) T. Imoto, L. N. Johnson, A. C. T. North, D. C. Phillips & J. A. Rupley : “The Enzymes,” ed. by P. D. Boyer, 3rd Ed., 7, 1972, pp. 665–868.
  10. 10) J. A. Rupley & V. Gates : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 57, 496 (1967).
  11. 11) B. A. Malcolm, S. Rosenberg, M. J. Corey, J. S. Allen, A. de Baetselier & J. F. Kirsch : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 133 (1989).
  12. 12) D. C. Phillips : Sci. Am., 215, 78 (1966).
  13. 13) D. E. Koshland : Biol. Rev. Camb. Philos. Soc., 28, 416 (1953).
  14. 14) D. J. Vocadlo, G. J. Davies, R. Laine & S. G. Withers : Nature, 412, 835 (2001).
  15. 15) L. N. Johnson, D. C. Phillips & J. A. Rupley : Brookhaven Symp. Biol., 21, 120 (1968).
  16. 16) I. I. Secemski, S. S. Lehrer & G. E. Lienhard : J. Biol. Chem., 247, 4740 (1972).
  17. 17) D. M. Chipman & N. Sharon : Science, 165, 454 (1969).
  18. 18) R. Kuroki, Y. Ito, Y. Kato & T. Imoto : J. Biol. Chem., 272, 19976 (1997).
  19. 19) T. Goto, Y. Abe, Y. Kakuta, K. Takeshita, T. Imoto & T. Ueda : J. Biol. Chem., 282, 27459 (2007).
  20. 20) M. Ogata, T. Hattori, R. Takeuchi & T. Usui : Carbohydr. Res., 345, 230 (2010).
  21. 21) M. Ogata, R. Takeuchi, A. Suzuki, H. Hirai & T. Usui : Biosci. Biotechnol. Biochem., 76, 1362 (2012).
  22. 22) T. Kawaguchi, K. Sugimoto, H. Hayashi & M. Arai : Biosci. Biotechnol. Biochem., 60, 344 (1996).
  23. 23) A. Tanaka : Biosci. Biotechnol. Biochem., 60, 2055 (1996).
  24. 24) D. L. Zechel, A. B. Boraston, T. Gloster, C. M. Boraston, J. M. Macdonald, D. M. Tilbrook, R. V. Stick & G. J. Davies : J. Am. Chem. Soc., 125, 14313 (2003).
  25. 25) M. Ogata, N. Umemoto, T. Ohnuma, T. Numata, A. Suzuki, T. Usui & T. Fukamizo : J. Biol. Chem., 288, 6072 (2013).
  26. 26) H. H. Jensen, L. Lyngbye & M. Bols : Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 40, 3447 (2001).
  27. 27) A. Warshel & M. Levitt : J. Mol. Biol., 103, 227 (1976).
  28. 28) W. Guo, J. Hiratake, K. Ogawa, M. Yamamoto, S.-J. Ma & K. Sakata : Bioorg. Med. Chem. Lett., 11, 467 (2001).
  29. 29) S. Mohan, R. Eskandari & B. M. Pinto : Acc. Chem. Res., 47, 211 (2014).
  30. 30) T. Fukamizo : Curr. Protein Pept. Sci., 1, 105 (2000).


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