イソブチレンエポキシドヒドローラゼ (IbcK) の特徴化 イソブチレン分解細菌 Mycolicibacterium sp から ELW1 について

科学分野:

• 微生物学
• 生物化学
• 酵素学

背景:

• Mycolicibacterium spのようなエアロビックアルケンの代謝する細菌 ELW1プロセスはイソブチレン (IB) です.
• IBの初期代謝は,2- メチル-1,2- エポキシプロパン (イソブチレン酸化物,IBO) の生成を伴う.
• エポキシド水酸化物は,これらの反応性代謝物の解毒に関与しているが,揮発性アルケンの解毒におけるその役割はあまり理解されていない.

研究 の 目的:

• イソブチレン分解に関与するエポキシド水酸化物IbcKの酵素的,機能的,構造的特徴を特定する.
• Mycolicibacterium spによるイソブチレン酸化物および他のエポキシドの代謝におけるIbcKの役割を明らかにする. ELW1 について
• IbcKがエナチオセレクティブな触媒としての可能性を調査する.

主な方法:

• ニ-NTA親和染色体によるibcK遺伝子産物 (IbcK) のクローン化,異種発現,および浄化.
• イソブチレン酸化物や他のエポキシドに対するIbcKの活性を測定する酵素測定法.
• IbcKの結晶構造を2.29 Åの解像度で決定する.

主要な成果:

• 浄化されたIbcKを素早く,ステキオメトリカルでイソブチレンオキシドを2-メチル-1,2-プロパンジオールに水解する.
• IbcKは,シスおよびトランス-2,3- エポキシブタンを含む様々なエポキシドに対して活性を示し,トランス-2,3- エポキシブタンに対してエナンチオセレクティブ性を示した.
• 結晶構造は,EchAと高い類似性を有する2ドメインα/βヒドローラゼ折れを示し,モノマー-ダイマー均衡を示唆した.

結論:

• IbcKは,Mycolicibacterium spのイソブチレン分解経路における重要な酵素である. ELW1はイソブチレン酸化物を 効率的に反応性低い二酸化物へと変換する.
• IbcKの特徴化は,揮発性アルケンの微生物代謝におけるエポキシド水酸化物の既知の機能を拡張する.
• IbcKのエナチオセレクティブ特性により,バイオカタリシスにおける潜在的な応用が示唆される.