21 ロイシン生合成系3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の基質認識(口頭発表の部)

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概要

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• 3-Isopropylmalate dehydrogenase (IPMDH, EC 1.1.1.85) catalyses dehydrogenation and decarboxylation of threo-Ds-3-isopropylmalate (IPM) to 2-oxoisocaproate in the presence of NAD in the biosynthetic pathway of L-leucine. The features of substrate recognition of IPMDH derived from an extreme thermophile Thermus thermophilus HB8 were studied. Various (2R,3S)-3-alkylmalic acids were synthesized enantioselectively by chirality transcription on a carbohydrate template, and subjected to the kinetic studies. Hydrophobic interactions play an important role in the substrate recognition. The kcat/Km increased according to the order of hydrophobicity of the substrate and reached to maximum with Et and i-Pro, but steric hindrance became counteractive in the bulkier alkyl derivatives. Thr-88 and Leu-90 were proposed to be responsible for these hydrophobic interaction in the active site. Electrostatic interactions between the C-1 carboxylate and Arg-104 are also important for substrate binding, since synthetic C-1-carboxamide of IPM was neither a substrate nor an inhibitor. 2-O-Methyl-IPM was found to be an uncompetitive inhibitor, thereby suggesting little contribution of the OH group. Although site-directed mutagenesis of IPMDH did not alter its substrate specificity to be recognizable for isocutrate, an interesting change of substrate specificity was observed with modified ICDH of T. thermophilus. Modification of the plausible carboxylate recognition site into a hydrophobic group (Asn99Leu) resulted in increase of ethylmalate recognition and decrease of isocitrate recognition. While modification of substrate recognition by site-directed mutagenesis is not simple, this new technology may become important in the future.

• 天然有機化合物討論会の論文
• 1994-09-20

著者

• 宮崎 健太郎

  東工大生命理工

• 青山 哲也

  東工大理

• 江口 正

  東工大理

• 柿沼 勝己

  東工大理

• 豊岡 祐美子

  東工大理

• 寺沢 宏明

  東工大理

• 大島 泰郎

  東工大生命理工

• 大島 泰郎

  東薬大生命科学

• 江口 正

  東京工業大学大学院理工学研究科

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