細菌学：進化的連関解析によって判明したペプチドグリカンポリメラーゼRodAの構造
Nature 556, 7699 doi: 10.1038/nature25985
SEDS（shape, elongation, division and sporulation）タンパク質は、広く存在する必須な膜貫通酵素の一大ファミリーで、細菌の細胞壁の生物学的性質に極めて重要な役割を果たしている。SEDSタンパク質の正確な機能は長い間ほとんど解明されていなかったが、最近の研究によって、SEDSファミリーの原型的メンバーであるRodAはペプチドグリカンポリメラーゼであることが判明した。この役割は、それまではペニシリン結合タンパク質ファミリーだけが持つと考えられていた。この発見によって、RodAをはじめとするSEDSタンパク質が、次世代抗生物質の開発における標的として期待されるようになった。しかし、SEDS活性の分子基盤はほとんど知られておらず、また、RodAやその相同体の構造データは全く得られていない。今回我々は、分子の置き換えを可能にする、進化的な共変動に基づく折りたたみ予測を用いて、高度好熱菌Thermus thermophilusのRodAの結晶構造を2.9 Åの分解能で決定した。得られた構造から、10回膜貫通型の折りたたみ構造と複数の大きな細胞外ループの存在が明らかになり、ループの1つに部分的に無秩序な領域があることが分かった。このタンパク質の膜貫通ドメインには高度に保存された空洞があり、これは膜貫通受容体のリガンド結合部位によく似ている。枯草菌（Bacillus subtilis）および大腸菌（Escherichia coli）での変異導入実験では、この空洞の崩壊によってRodAの機能がin vitroおよびin vivoで失われた。これは、この空洞が触媒的に不可欠であることを示唆している。これらの結果は、細菌細胞壁の合成およびSEDSタンパク質の機能を理解するための枠組みとなるだろう。
