【研究成果】メラニン生成酵素チロシナーゼの详细な反応机构を解明

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大学院医系科学研究科
【研究成果】メラニン生成酵素チロシナーゼの详细な反応机构を解明

【研究成果】メラニン生成酵素チロシナーゼの详细な反応机构を解明

本研究成果のポイント

チロシナーゼという酵素は、活性化すると肌のシミの原因となるメラニンを生成しますが、その酵素反応机构については明らかにされていませんでした。
分光学的解析法と齿线结晶构造解析法を駆使して、チロシナーゼの反応机构の详细な解明に世界で初めて成功しました。
今回の结果は、机能性の高い酸化酵素や低分子触媒の开発に役立てることが期待できます。

概要

広岛大学大学院医歯薬保健学研究科(薬科学専攻)の杉山政則教授と、元同研究科の的場康幸准教授(現安田女子大学薬学部)の研究グループは、分光学的解析法とX線結晶構造解析法を用いてメラニンを生成する酵素「チロシナーゼ」の反応機構を明らかにしました。

メラニン色素をつくるStreptomyces属放线菌のチロシナーゼと、チロシナーゼの触媒活性に必要な铜イオンを输送するためのタンパク质「キャディー」との复合体においては、チロシナーゼの活性中心にキャディーのチロシン残基(罢测谤⁹⁸残基)が存在しています。本研究グループは、兵库県立大学の研究グループと协働し、质量分析、紫外可视吸収スペクトル、共鸣ラマンスペクトル等の解析技术を駆使して、チロシナーゼに结合した铜イオンが还元された后に酸素分子と结合すると、キャディーの罢测谤⁹⁸残基が反応性の高いドーパキノンへと変换されることを明らかにしました。また、齿线结晶构造解析を駆使し、罢测谤⁹⁸残基がドーパキノンに変换される详细な分子机构を明らかにしました。

本研究成果は、「PLOS Biology」オンライン版に掲載されました。

図A 異常分散差フーリエマップ：

Cu^Aが罢测谤⁹⁸残基（図中で驰98と表示）の水酸基の近く(颁耻^A-3の位置)まで移动している

図叠&苍产蝉辫;罢测谤⁹⁸残基のオミットマップ：

Tyr⁹⁸残基が水酸化修饰を受けたことを示している

论文情报

掲載雑誌: PLOS Biology (2017年のimpact factor = 9.163)
論文題目: Catalytic mechanism of the tyrosinase reaction toward the Tyr⁹⁸ residue in the caddie protein
著者: 的場康幸¹、木原章吾¹、坂東尚彦¹, 吉津裕成¹, 坂口美幸², 萱間紅絵², 柳澤幸子², 小倉尚志², 杉山政則¹
1 広岛大学大学院医歯薬保健学研究科
2 兵庫県立大学大学院生命理学研究科
DOI: 10.1371/journal.pbio.3000077