FBPアルドラーゼ／ホスファターゼの「変身」

FBPアルドラーゼ／ホスファターゼ(FBPA/P)は２つの化学的に全く異なる触媒反応を行う、とても変わった酵素です。FBPA/Pは生命の起源に近いと考えられている好熱菌（主に超好熱性古細菌）にのみ存在し、原始的な糖の合成経路のなごりではないかと考えられています。私たちは、FBPA/Pがとる２つの状態（FBPアルドラーゼとFBPホスファターゼ）の立体構造を決定して、この酵素が大きく形を変えながら２種類の化学反応を行うメカニズムを明らかにしました。この酵素が「変身」（メタモルフォーシス）して２つの反応を触媒する様子をムービーにしてみました。

	記号	状態／変化	備考
	E	全開状態 (アルドラーゼ)
		+ DHAP (黄) + 3 Mg2+ (マゼンタ)	シッフ塩基ループ (黄)閉
	E・DHAP・3 Mg2+	アルドラーゼ状態 (DHAPシッフ塩基)	3RIM
		+ GA3P (緑)
	E・DHAP・GA3P・3 Mg2+	アルドラーゼ状態 (３者複合体)
		アルドラーゼ反応	DHAP + GA3P → FBP (淡青)
	E・FBP・3 Mg2+	アルドラーゼ状態 (FBP複合体)
		酵素の「変身」 （メタモルフォーシス） + 1 Mg2+ (マゼンタ)	シッフ塩基ループ (黄)開 ふたループ (青)閉 C末端ループ (ピンク)閉
	E・FBP・4 Mg2+	ホスファターゼ状態 (FBP複合体)	1UMG
		ホスファターゼ反応	FBP → F6P (灰) + Pi (橙)
	E・F6P・Pi・4 Mg2+	ホスファターゼ状態 (反応産物複合体)
		- F6P - Pi - 4 Mg2+	ふたループ (青)開 C末端ループ (ピンク)開
	E	全開状態 (ホスファターゼ)

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注：このムービーは２種類の結晶構造（アルドラーゼ状態-DHAPシッフ塩基とホスファターゼ状態-FBP複合体）から推定された構造変化を示しています。

本研究に関する説明は当研究科のプレスリリースをご覧下さい。

S. Fushinobu, H. Nishimasu, and T. Wakagi