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生化学:バンコマイシン生合成における補因子に依存しない二原子酸素添加の構造基盤

Nature 447, 7142 doi: 10.1038/nature05702

酵素が触媒する酸化は、一次および二次代謝において最もよくみられる変換の1つである。バンコマイシン生合成酵素DpgCは、付属的な補因子や金属イオンに依存しない酸素添加酵素の小さなクラスに属している。補因子非依存性酸素添加酵素の詳細な反応機構はまだ確立されていない。今回我々は、このクラスの酸素添加酵素の1つが基質類似体と結合した複合体の構造を報告する。基質類似体を設計・合成して用いたことにより、酸素活性化の化学反応について、これまでにない理解が得られた。構造から補因子の不在が確認され、電子密度は基質上の酸化部位のすぐ近くに分子状酸素がある場合に一致した。分子状酸素は小さな疎水ポケットに結合しており、基質は還元力を与えて酸素を活性化し、その下流の化学反応を進める。我々の結果から、重要な抗生物質群の生合成経路のカギを握る酵素、DpgCの独自で複雑な化学反応が解明された。さらに、DpgCと補因子依存性フラビン酵素の反応機構の間には類似点があるので、酵素による酸素活性化の一般的な機構に関する情報も得られる。

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