Letter 生化学：二機能性酵素フルクトース-1,6-ビスリン酸アルドラーゼ/ホスファターゼの活性部位の改編 2011年10月27日 Nature 478, 7370 doi: 10.1038/nature10458 フルクトース-1,6-ビスリン酸（FBP）アルドラーゼ/ホスファターゼは熱に安定な二機能性酵素で、古細菌の大多数や進化の初期に分岐した細菌系統に見られ、糖新生の連続した2つの段階を触媒する。この酵素は、グリセルアルデヒド-3-リン酸（GAP）と熱に不安定なジヒドロキシアセトンリン酸（DHAP）とのアルドール縮合を触媒してFBPを生成させ、次いでこの産物を不可逆的に加水分解して安定なフルクトース-6-リン酸（F6P）と無機リン酸を生じさせ、反応中間体は解離されない。今回我々は、この反応に伴う一連の構造変化をとらえ、ループ領域の動きによって活性部位が大幅に改編され、同じ位置に異なった触媒機能が生じることを明らかにする。好熱性古細菌Thermoproteus neutrophilus由来のFBPアルドラーゼ/ホスファターゼの、リガンドと結合していない状態、基質であるDHAP、FBP、産物であるF6Pと複合体を形成した状態での三次元構造を、1.3 Åまでの分解能で解いた。この結果を突然変異誘発のデータと組み合わせることにより、2つの反応段階に必要な残基を突き止め、新たなMg2+イオンが順に結合することによって反応が可逆的に促進されることを明らかにした。FBPアルドラーゼ/ホスファターゼは周囲の高温環境に最適化した祖先型糖新生酵素であり、今回の研究は、連続的な構造再編成によってこのタンパク質の触媒中心が改編され、非常に特殊な型の二機能性酵素で2つの標準的反応が行われる仕組みを明らかにしている。 Full Text PDF 目次へ戻る
