THCA合成酵素のX線結晶構造

Crystal structure of delta1-tetrahydrocannabinolic acid (THCA) synthase from cannabis sativa

正山 祥生; 玉田 太郎; 竹内 彩子*; 田浦 太志*; 安達 基泰; 正山 征洋*; 黒木 良太; 森元 聡*

Shoyama, Yoshinari; Tamada, Taro; Takeuchi, Ayako*; Taura, Futoshi*; Adachi, Motoyasu; Shoyama, Yukihiro*; Kuroki, Ryota; Morimoto, Satoshi*

THCA合成酵素は、大麻の幻覚活性を司るTHCAの生産を制御する酵素であり、基質となるCBGAを酸化的に閉環しTHCAを合成する。THCA合成酵素の反応メカニズムを解明するため、本酵素を昆虫細胞によって分泌発現させ、目的酵素試料を調製した。この試料を用いて結晶化条件を検討したところ、タンパク質濃度20mg/mL, 0.1M HEPES緩衝液pH7.5, 1.3Mクエン酸ナトリウム塩の条件で結晶化に成功した。得られた結晶を用いてX線回折実験を行ったところ、本結晶は空間群P432に属し、格子長a=b=c=179であり2.8分解能の回折データを得た。この回折データを用いて、アミノ酸配列に23%の相同性を有すGlucooligosaccharide Oxidaseの立体構造を用いて、分子置換法による解析を行い、得られた解をもとに初期モデルを構築し、精密化を行った。最終的に立体構造モデルをR-factor19.6%(R free 24.2%)まで精密化した。得られた構造情報をもとに活性部位の検討を行い、部位特異的変異導入によってTyr-484が活性に重要な残基であることを明らかにした。これらの知見から、THCA合成酵素の反応メカニズムについて考察した。

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