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構造生物学：酸化的N-脱メチル化酵素の存在によって明らかになった、広く存在するセンサーから酵素へのPASの変化
Nature 539, 7630 doi: 10.1038/nature20159
広く見られるPAS（Per-ARNT-Sim）ドメインは、小分子や光、酸化還元状態や気体のような多様な刺激の検出に関与するシグナル伝達モジュールとして機能している。非常に進化しやすいPAS骨格は、ヘムやフラビン、金属イオンなどの広範囲にわたるリガンドと結合できる。しかし、これらのリガンドは触媒活性を補助することがあるにもかかわらず、酵素活性のあるPASドメインは、我々の知るかぎりでまだ見つかっていない。今回我々は、最初のPAS酵素であるヘム依存性酸化的N-脱メチル化酵素の特徴について報告する。他のアミンオキシダーゼとは無関係に、この酵素はヘム、フラビンモノヌクレオチド、2Fe-2Sとテトラヒドロ葉酸補因子を含み、ジメチルアミンのNADPH依存性の酸化を特異的に触媒する。そのαサブユニットの構造から、これがヘムを結合したPASドメインで、構造的にはPAS気体分子センサーと似ていることが明らかになった。基質のジメチルアミンは、高度に分極した酸素結合部位の一部を形成しており、電子とプロトンの両方の供与体として作用することで、酸素の活性化を直接補助している。我々のデータは、広く存在するPASドメインがセンサーから酵素へと変化できることを明らかにしていて、これはPAS骨格が人工酵素開発を助ける可能性を示唆している。
