L-amino-acid alpha-ligase
Reaction: ATP + an L-amino acid + an L-amino acid = ADP + phosphate + L-aminoacyl-L-amino acid
Scheme of Dipeptide synthesis catalyzed by L-amino acid ligase.
アミノ酸リガーゼ
概要
L-アミノ酸リガーゼは、遊離のL-アミノ酸同士を結合させることが出来る酵素で、2005年に発見された。
この酵素によるペプチド合成では、従来の方法では必要だった基質アミノ酸の保護基が不要で、反応条件が温和であるなど、従来の固相合成法に比べて効率的で環境負荷も低い。
機能に関する知見
機能を示すメカニズム
L-アミノリガーゼは、ATPの加水分解反応と共役して保護基を持たない遊離のアミノ酸同士を直接連結することが可能である。
基質特異性は広いが Lys、Arg、Glu、Asp などの荷電アミノ酸には反応しない。
EC 6.3.2.49 L-amino-acid alpha-ligaseReaction: ATP + an L-amino acid + an L-amino acid = ADP + phosphate + L-aminoacyl-L-amino acid
機能を持つことが知られている生物
最初に発見されたのは Bacillus subtilis のぺプチド性抗生物質合成クラスターの機能未知遺伝子にコードされている YwfE と RizBで、これらを seed にさらにスクリーニングを行い、現在以下に示す菌で活性が確認されている。
| strain | gene/Locus_tag | PMID | taxonomy |
|---|---|---|---|
| Streptomyces tendae | nikS | Actinobacteria | |
| Bifidobacterium adolescentis (ATCC 15703) | BAD_1200 | Actinobacteria | |
| Herpetosiphon aurantiacus (ATCC 23779) | Haur_2023 | Chloroflexi | |
| Bacillus licheniformis (ATCC 14580) | BL02410 | Firmicutes | |
| Streptococcus pneumoniae (R6) | spr0969 | Firmicutes | |
| Bacillus subtilis (NBRC 3134) | rizB | Firmicutes | |
| Bacillus subtilis (168) | ywfE | PMID: 16030213 | Firmicutes |
| Bacillus licheniformis (DSM 13) | BL00235 | PMID: 18930013 | Firmicutes |
| Streptococcus mutans serotype c (UA159) | SMU_1321c | PMID: 20139602 | Firmicutes |
| Streptococcus pneumoniae serotype 4 (TIGR4) | SP0885 | PMID: 20139602 | Firmicutes |
| Chromobacterium violaceum (ATCC 12472) | CV_0806 | Proteobacteria | |
| Photorhabdus luminescens subsp. laumondii (TT01) | plu1218 | PMID: 20139602 | Proteobacteria |
| Ralstonia solanacearum | RSp1486a | PMID: 18445480 | Proteobacteria |
| Actinobacillus pleuropneumoniae serovar 1 (str. 4074) | Aple02000835 | PMID: 20139602 | Proteobacteria |
| Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (1448A) | PSPPH_4299 | PMID: 18997422 | Proteobacteria |
| Treponema denticola (ATCC 35405) | TDE_2209 | PMID: 20139602 | Spirochaetes |
Rule/Function 作成に関する特記事項
実験で活性が確認されているタンパク質同士のアミノ酸配列の相同性は低く、系統解析においても それらの中で明確なグループは形成されないことから、MiFuPでのルール作成は断念した。
Phylogenetic tree of L-amino acid ligase.
枠内は実験で活性が確認されているL-アミノ酸リガーゼ
L-アミノ酸リガーゼのグルーピングイメージ.
枠内は実験で活性が確認されているL-アミノ酸リガーゼ
参考文献
- 木野 邦器 (2010). 「オリゴペプチド合成を触媒する新規アミノ酸リガーゼ」 『薬学雑誌』 130(11):1463-1469.
- Tabata, K. et al. (2005). ywfE in Bacillus subtilis codes for a novel enzyme, L-amino acid ligase. J Bacteriol. 187(15):5195-5202. PMID: 16030213
- Senoo, A. et al. (2010). Identification of novel L-amino acid alpha-ligases through Hidden Markov Model-based profile analysis. Biosci Biotechnol Biochem. 74(2):415-418. PMID: 20139602
（更新日 2013/12/13）