Presentation Eisenia fetida由来酵素の構造安定性と低温活性の相関

玉田, 太郎  ,  平野, 優  ,  中, 裕規  ,  上田, 光宏

2018-06-27
Description
シマミミズ(Eisenia fetida)由来の酵素は30℃以下の低温領域でも十分な活性を有する。これらの酵素がなぜ低温領域でも十分な活性を示すのかを立体構造から迫ることを目的として、これまでにシマミミズ由来の3種の酵素(セルラーゼ、マンナナーゼ、アミラーゼ)のX線結晶構造解析を実施し、いずれも2Åを上回る高い分解能で立体構造を決定した。いずれの酵素においても共通した特徴として、他種由来の酵素に比べて分子表面に数多くの酸性アミノ酸残基が存在していることが明らかとなった。さらに、低温活性発現機構に局所的に迫るために、分子内に架橋されている塩橋に着目した。塩橋は蛋白質分子の構造安定性に直接的に影響している。一方で、蛋白質の構造安定性がその低温活性と関連していることも知られており、「柔らかい」構造が低温側での活性発現に有利であると言われている。ただし、柔らかいということは分子としては不安定要因でもあるため、(仮に低温側での比活性が向上しても)活性そのものが低下することが懸念される。塩橋の強さと酵素の安定性および低温側での活性との相関を明らかにするために、分岐型の水素結合を形成している塩橋に着目し、塩橋を弱める変異および無くす変異を、立体構造情報に基づいてシマミミズ由来マンナナーゼに施した。その結果、塩橋の強さと低温活性の間に相関があることを示すことが出来た。
第18回日本蛋白質科学会年会

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