マンデラ酸ラセマゼとムコナ酸乳酸酵素は,機械的に異なるが,構造的に同類である
D J Neidhart1, G L Kenyon, J A Gerlt
1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge 02139.
マンデラ酸ラセメーズ (MR) とPseudomonas putidaの乳酸乳酸酵素 (MLE) は,異なる反応を触媒するが,類似した構造を共有し,これらの酵素の共通の進化的起源を示唆する.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 酵素学 酵素学とは
- 構造生物学 構造生物学とは
背景:
- Pseudomonas putidaは,マンデラートラセマゼ (MR) やムコナート乳酸酵素 (MLE) などの酵素を介して芳香酸を代謝する.
- MRとMLEは,アロマティック酸の分解に不可欠な異なる,機械的に異なる反応を触媒化する.
- MRとMLEの構造的,機能的関係を理解することは,酵素進化の研究の鍵です.
研究 の 目的:
- マンデラートラセマゼ (MR) とムコナート乳酸酵素 (MLE) の構造と配列の類似性を調査する.
- 異なる触媒的機能を持つ酵素が,共通の祖先を暗示する重要な構造的同一性を共有できるかどうかを決定する.
- これらの発見が酵素の進化と代謝経路の発達に及ぼす影響を調査する.
主な方法:
- X線結晶学を用いて,マンデラートラセマゼ (MR) の3D構造を2.5A解像度で決定した.
- MRとMLEの二次,三次,四次構造の比較分析.
- MRとMLEのシーケンス同一性比較.
主要な成果:
- MRのX線結晶構造は,MLEとの二次,三次,四次構造の驚くべき類似性を明らかにした.
- MRとMLEは,彼らの主要なアミノ酸配列で約26%の同一性を共有しています.
- 構造的な類似性にもかかわらず,MRは検出可能なMLE活動を示せず,MLEはMR活動を示しませんでした.
結論:
- MRとMLEは,共通の祖先から起源を持つ可能性のある,重要な構造と配列の同一性を共有する異なる反応を触媒する最初の識別された酵素を表しています.
- この発見は,異なる機能を持つ酵素の進化を理解するためのモデルを提供します.
- MRとMLEが共有する構造的枠組みは,酵素工学と酵素活動の合理的な改変に影響を及ぼします.
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