【プレスリリース】酵素［NiFeSe］ヒドロゲナーゼの分子進化メカニズムを解明－酵素の分子進化を立体構造で理解する新たな解析手法－
2016年01月29日
岡山大学大学院環境生命科学研究科（農）農生命科学専攻の田村 隆教授の研究グループは、系統樹解析から得られたアミノ酸配列情報に基づき、スーパーコンピューターを用いて信頼性の高い立体構造を再現する斬新な計算化学の手法を確立しました。この手法を用いて、硫酸還元菌の水素代謝酵素の一つである［NiFeSe］ヒドロゲナーゼの立体構造を再現することで、微生物が、生息する環境の酸素曝露リスクに応じて、酵素の立体構造を大胆に変化させてきた経緯と精緻なメカニズムを解明しました。本研究成果は1月28日（英国時間午前10時）、英国の科学雑誌「Scientific Reports」に掲載されます。
現在、地球上の生物が持つさまざまなタンパク質は、共通祖先から派生して分化してきたと理解され、その系統関係が議論されています。しかし、これまで進化の数理モデルで復元されてきたのはアミノ酸配列までで、タンパク質の機能解明に必要な立体構造として考察することはできませんでした。本研究グループは、配列情報からタンパク質の立体構造に踏み込み、微生物の環境適応を酵素の分子進化の観点から考察し、立体構造の変遷を再現する新たな解析方法を見いだしました。
本研究成果は、酵素の分子進化を立体構造の変遷として考察する新しい概念を提供しただけでなく、本解析を用いた最適酵素の選択などによる熱損失のないバイオ燃料電池の開発や、地球規模の環境の変化を知る新たな手がかりにつながると期待されます。
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