北海道大学 研究シーズ集

Life Sciences

ペプチドのN-末をキャッピングする新奇酵素の発見と応用

新規ペプチドリガーゼ

・種々のペプチドのアミノ末端に非タンパク性のアミノ酸をペプチド結合する新規酵素を発見。
・有用生理活性ペプチドの保護や新規抗結核薬の開発に期待。

研究の内容

医薬品としてペプチドを使用する場合の欠点の1つは,ペプチド分解酵素による分解があげられる。ヒトではペプチド末端に作用するエキソ型のペプチダーゼが主要な分解を担っていることから,ペプチド末端を非天然型アミノ酸に置き換えて分解酵素から保護することは医薬品開発の観点から価値がある。今回,ペプチド系抗生物質,フェガノマイシンの生合成研究を行った結果,2~18アミノ酸からなる多様なペプチドのアミノ末端を非天然型アミノ酸であるフェニルグリシン誘導体でキャッピングする酵素を見出した。この幅広い基質特異性を理解するため,酵素の結晶構造を解いた結果,本酵素は他には見られない大きな基質結合部位を有し,これにより多様な基質を受入れ可能であることが明らかとなった。Nat. Chem. Biol., 11, 71 (2015).

  • キャッピングに用いた化合物(左)、キャッピングできたペプチド

  • 本酵素が触媒する反応機構

社会実装への可能性

  • ・有用生理活性ペプチドの分解酵素からの保護
  • ・質量分析器 (MS) を用いたプロテオミクス定量解析のための内部標準作成
  • ・新規抗結核薬の開発

産業界や自治体等へのアピールポイント

大利研究室では、生合成工学をキーワードに、①微生物が生産する天然生理活性物質の生合成研究と応用、例えば代謝改変による半合成に有用な化合物の直接発酵生産や酵素法による有用化合物生産、②病原微生物が持つ生育に必須な新規一次代謝経路の探索による新規抗生剤のターゲット酵素の同定と阻害剤探索を行っている。

関連情報

2018/4/3公開