D-アミノ酸デヒドロゲナーゼ

D-amino_acid_dehydrogenase
D-アミノ酸デヒドロゲナーゼ(EC 1.4.99.1)は、D-アミノ酸の対応するオキソ酸への酸化を触媒する細菌酵素です。補因子としてフラビンと非ヘム鉄の両方が含まれています。この酵素は非常に広い特異性を持ち、ほとんどのD-アミノ酸に作用することができます。
D-アミノ酸+ H 2 O +アクセプタ 2-オキソ酸+ NH 3 +低減アクセプタ
この反応は、酸素を第2の基質として使用するD-アミノ酸オキシダーゼによって触媒される酸化反応とは異なります。デヒドロゲナーゼは電子受容体として多くの異なる化合物を使用でき、生理学的基質は補酵素Qです。
D-アミノ酸デヒドロゲナーゼは、NADP +とD-グルコースからNADPHを触媒して、D-アミノ酸とグルコースデヒドロゲナーゼを生成する酵素です。これらのアミノ酸には、D-ロイシン、D-イソロイシン、D-バリンがこれらは、食事に含まれていないために人間が合成できない必須アミノ酸です。さらに、D-アミノ酸は、電子受容体であるDCIPの存在下で、2-オキソ酸の形成を触媒してD-アミノ酸を生成します。 D-アミノ酸は、抗生物質、抗凝固剤、農薬などの医薬品の成分として使用されます。これは、D-アミノ酸がL鏡像異性体よりも強力であるだけでなく、酵素分解に対しても耐性があることが示されているためです。 D-アミノ酸デヒドロゲナーゼ酵素は、突然変異誘発によって合成されており、直鎖、分岐、環状脂肪族および芳香族D-アミノ酸を生成する能力が可溶化されたD-アミノ酸デヒドロゲナーゼは、D-アラニン、D-アスパラギン、およびD-に対する親和性を高める傾向が α { 画像注釈 alpha}
-アミノ-n-酪酸。
大腸菌このアミノ酸は、炭素、窒素、およびエネルギーの唯一の供給源であるとしてK12 D-アミノ酸デヒドロゲナーゼは、その基質としてD-アラニン最も活性です。この酵素はpH8.9で最適に機能し、D-アラニンのミカエリス定数は30mMです。グラム陰性大腸菌B膜で発見されたDADは、L-アミノ酸をD-アミノ酸に変換することもできます。
さらに、D-アミノ酸デヒドロゲナーゼは、2,6-ジクロロインドフェノール(DCIP)などの人工色素を天然の電子受容体ではなく電子受容体として使用する色素結合型デヒドロゲナーゼ(Dye-DH)で使用されます。これにより、電子が移動しているときに酵素と基質の間の反応が加速する可能性が
合成反応での使用
D-アミノ酸デヒドロゲナーゼは、D-ロイシン、D-イソロイシン、D-バリンなどの分岐鎖アミノ酸の合成に効果的であることが示されています。与えられた研究では、研究者はD-アミノ酸デヒドロゲナーゼを使用して、アンモニアの存在下で、2-オキソ酸の出発物質からこれらの生成物を大量に作成することに成功しました。このための条件はさまざまでしたが、最良の結果は約65°Cで現れました。
これらの反応によって得られたアミノ酸は、> 99%の高いエナンチオ選択性と> 99%の高収率をもたらしました。
この酵素の性質を考えると、非分岐D-アミノ酸および修飾D-アミノ酸を作成するためにそれを使用することが可能かもしれません。
D-アミノ酸デヒドロゲナーゼの取得
ある研究では、合成反応でD-アミノデヒドロゲナーゼを使用することの実行可能性をテストするために、研究者は変異細菌を使用して酵素のさまざまな菌株を取得および作成しました。これらの研究者は、選択的D-アミノデヒドロゲナーゼを他のD-アミノ酸と連動するように修飾するために必要な変異は5つだけであることを発見しました。彼らはまた、それがその高度に選択的な性質を保持し、突然変異後に主にD-エナンチオマーを受け取ることができ、95%を超える収率であることがわかった。
D-アミノ酸デヒドロゲナーゼの熱安定性変異体が細菌RhodothermusmarinusJCM9785で発見されました。この変異体は、トランス-4-ヒドロキシ-L-プロリンの異化作用に関与しています。
与えられた研究から、D-アミノ酸デヒドロゲナーゼを得るために、最初にそれを与えられた細菌種内に導入して発現させなければならず、そのいくつかは以前に参照された。その後、好ましい条件下で精製する必要がこれらは、特定の研究実験で使用されたD-アミノ酸デヒドロゲナーゼの特定の種に基づいています。誤った条件下では、タンパク質が変性する可能性がたとえば、特にE.coliおよびP.aeruginosaのD-アラニンデヒドロゲナーゼは、37〜42°Cの条件下でほとんどの活性を失うことがわかりました。この後、既存の方法で分離および精製することが可能です。
人工D-アルギニンデヒドロゲナーゼ
現在の方法の欠点のために、研究者は、天然に存在する供給源から酵素と同じD-アミノ酸を生成することができる人工酵素の作成に取り組み始めました。U.thermosphaericusから分離された特定のサンプルに5つのアミノ酸を追加することで、成功しました。アミノ酸配列を変更することにより、研究者は特定の反応物および生成物に対する分子の特異性を変更することができ、人工D-アミノ酸デヒドロゲナーゼを使用して特定のD-アミノ酸生成物をスクリーニングできる可能性があることを示しました。
も参照してください
酸化的リン酸化
電子伝達系
微生物代謝
参考文献
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外部リンク
EC1.4.99.1のBRENDAエントリ
EC1.4.99.1のENZYMEエントリ

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