このページは機械翻訳されています。他のページは英語で表示される場合があります。 View in English

MarK,多重芳香単体分解に必要なノボスフィンゴビウムアロマティシボランスキナーゼ

Benjamin W Hall ¹, Jeanette C Neri ¹, Craig A Bingman ²

¹Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
²Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Collaborative Crystallography Core, Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
³Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Biomolecular Chemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
⁴Cryo-Electron Microscopy Research Center, Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
⁵Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Cryo-Electron Microscopy Research Center, Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
⁶Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Biochemistry, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
⁷Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Civil and Environmental Engineering, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.
⁸Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA; Department of Bacteriology, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.

⁰Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center, Wisconsin Energy Institute, University of Wisconsin-Madison, Wisconsin, USA.

The Journal of Biological Chemistry +

|

2025年8月21日

PubMedで要約を見る

まとめ

研究者はノボスフィンゴビウム・アロマティシボランスを,リグニン由来の芳香化合物であるアセトバニロンを代謝するように設計した. Saro_ 1862 (MarK) の単一のアミノ酸変異は,アセトバニロンのリン酸化率を増加させ,アセトバニロンの成長を可能にしました.

科学分野

微生物の代謝と酵素工学
バイオテクノロジーと再生可能資源

背景

アロマティック化合物は産業に不可欠ですが,主に石油から採取されます.
リグニンは再生可能な植物ポリマーで芳香化合物の豊富な源です
Novosphingobium aromaticivoransは,いくつかのリンニン誘導体を代謝することができるが,アセトバニロンは代謝できない.

研究の目的

Novosphingobium aromaticivoransがアセトバニロンを唯一の炭素源として利用できるようにする.
アセトバニロン代謝の遺伝的基礎を N. アロマチビランスで特定する.
アセトバニロンのリン酸化を司る酵素を特徴づける.

主な方法

N.aromaticivoransの適応的な実験室での進化
アセトバニロンの利用を可能にする変異を特定するための遺伝分析
酵素の活性と構造を特徴付けるための生化学的測定とタンパク質結晶学.

主要な成果

アセトバニロンによる成長に不可欠であるとして,Saro_ 1862における単一のアミノ酸置換 (E16K) が特定された.
MarK E16Kの変種は,ATP依存のアセトバニロンリン酸化率が約1600倍増加している.
リコンビナントMarK E16Kは複数の芳香化合物をリン酸化し,UPF0261ドメインの触媒活性を定義する.

結論

MarK酵素 (Saro_1862) は新しい多重芳香キナーゼである.
E16Kの置換は,そのATP結合部位を変更することによって,MarKの活性を増強する.
芳香代謝の特定された経路は,細菌の系統系全体にわたって保存されている可能性が高い.

キーワード:

ノボスフィンゴビウムアセトバニロンアロマティック代謝細菌の代謝酵素酵素構造キナーゼリグニンの分解リン酸化