イソプレノイド生合成の基幹反応に関与する酵素の精密解析

イソプレノイド生合成の基幹反応に関与する酵素の

精密解析

著者

古山 種俊

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イソプレノイド生合成の基幹反応に的与する醇嚢の糟番線析

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平成17‘年度一平成19年度科学研究費補助金

（基盤研究（B））研究成東報告暮

平成20年を月

研究代表者  古 山 種 俊

東北大学多元物草科学研究所教授

′

＜はしがき＞

天然に著しい構造の多様性を示して存在するイソプレノイド化合物の基本骨格は

炭素敢5のイソプレン単位の重合体であるが、この生合成の基本的な骨格形成反応・

すなわちプレ二ル鎖延長反応は『プレ二ルトランスフェラーゼ』と総称される酵素群

によって触媒される。この酵素反応は非常にユニークなものであり、・有機化学的観点

からも例を見ない反応である。その反応は立体化学的に厳密であり、さらに個々の酵

素は一定のイソプレン鎖延長を行った後、正確に鎖延長反応を停止する。さらに、細

菌の細胞壁生合成や真核生物の糖タンパク貫生合成において・一定鎖長のポリプレ二

ルリン酸は『糖キャリアリピド』として機能しているが、生体膜間のポリプレニルリ

ン酸化オJゴ糖のフリップつロツプ転移を触媒するとされている酵素「フリッパー

ゼ」の分子レベルでの解明研究は未だ不明のままであり、そのダイナミックな酵素反

応は非常に興味深いものである。

われわれはプレ二ル鎖延長による炭素骨格構築反応を触媒するプレ二ル鎖延長酵

素を主として細菌より多数単離、同定し、そのキャラクタリゼーションや遺伝子クロ

ーニングを行なって、プレ二ルトランスフェラーゼの触媒機能とタンパク的性質など

による分類やトランス型鎖延長酵素の高度保存領域の触媒作用における機能解明な

どを詳細に行なって来た。1998年、懸案となっていたシス型鎖延長酵素では最初

の例となる、ウンデカプレ二ル二リン酸合成酵素の遺伝子クローニングに成功し・世

界に先駆けてそのX線結晶構造解析まで遂行することに成功し、シス型プレ二ル鎖延

長酵素とトランス型鎖延長酵素とは進化的レベルで全く別のタンパク貫群であり・￣

次構造から三次構造まで全く異なっていることを明らかにして来た。

本研究はこれらの研究成果を踏まえて、イソプレノイド生合成の基幹反応となるプ

レ二ル鎖延長酵素の分子レベルでの解明研究をさらに進展させることを主目的とし・

さらに未だ全くその実体が明らかとなっていない酵素『フリッパーゼ』の分子レベル

での実体解明を行なうことを目的として開始されたものである。

研究組織 研究代表者 研究分担者

研究分担者

研究協力者

研究協力者

古山 種俊（東北大学多元物質科学研究所教授）

高橋 征司（東北大学多元物質科学研究所助手）

【平成17年度】

野池 基義（東北大学多元物質科学研究所助教）

【平成18，19年度】 Dhyrayos WittitSuWannakul （タイ国マヒドン大学理学部助教授） Rapepun Wit，titsuwannakul （タイ国プリンスオヴソンクラ大学理学部助教授） 交 付 決 定 額 （配 分 額 ）        （金 額 単 位 ：円 ） 直 接 経 費 間 接 経 費 合  計 平 成 1 7 年 度 _{1 1 ，5 0 0 ，0 0 0 0 1 1 ，5 0 0 ，0 0 0} 平 成 1 8 年 度 _{2 、7 0 0 ，0 0 0 0 2 、7 0 0 、0 0 0} 平 成 1 9 年 度 _{1 ，7 0 0 ，0 0 0 5 1 0 ，0 0 0 2 ，2 1 0 ，0 0 0} 絞  計 _{1 5 ＿9 0 0 ．0 0 0 5 1 0 ．0 0 0 1 6 4 1 0 0 0 0}

研究発表 （1）雑誌論文

1．ToshiakiTokimatsu，Nozomu Sakurai，Hideyuki Suzuki，HiroyukiOhta，Kazuhiko Nishitani，TanetOShiKoyama，ToshiakiUmezawa，NorihikoMisawa，KazukiSaito，and DaisukeShibata KaPPA−View．AWeb−BasedAnalysisToolfbrIntegrationofTranscriptandMetabolite DataonPlantMetabolicPathwayMaps PlantPhysiology，138，1289−1300（2005） 2．YKharel，S．Takal1aShi，S．Yamashita，andT・Koyama ManipulationofprenylchainlengthdeterminationmechanismofcisLprenyltransftrases FEBSJoumal，273，647−657（2006） 3．T．Suzuki，Y−W・Zhang，T・Koyama，D・YSasaki，andK・Kurihara DirectObservationofSubstrate−EnzymeComplexationbySurfaceForcesMeasurement J．Am．Chem．Soc．，128，15209−15214（2006） 4．K．Koseki，S．Yamashita，S・Thkal1aShi，andT・Koyama NovelfluorescentanaloguesfortranSmembranemovementstudyofpolyprenyl phosphates Bioorg．Med．Chem．Lett・，17，946−950（2007） 5．A．Phatthiya，S・Takahashi，N・ChareOnthiphakom，T・Koyama，D・Wititsuwannakul，and R．Wititsuwannakul CloningandexpressionofthegeneeneodingsolaneSyldiphosphatesynthasefromIhvea あれ】∫fJge〃∫ね PlantScience，172，824−831（2007） 6・M・Nagaki，H・lmaruOka，J・Kawakami，K・Saga，H・Kitahara，H・Sagami，R・Ohba， N．Ohya，andT・Koyama BiotranSformationofprenylalCohoIsbyculturedcellsofCucurbifamaxima J．Mol．Catal．B：Enzymatic，47，33−36（2007） 7．M・Nagaki，M・Nakada，T・Musashi，J・Kawakami，N・Ohya，M・Kurihara，YMaki，T・ Nishino，andT．Koyama

BacillusstearothermqphiluswithArtificialSubstrates Biosci・BiotheclmoLBiochem・，71，1657−1662（2007） 8・L・S・Vedula，Y・Zhao，R・M・Coates，T・Koyama，D・E・CaneandD．W．Christianson Exploringbiosyntheticdiversitywithtrichodienesynthase Arch・Biochem・Biophys・，466，260−266（2007） 9・TakehiroSuzuki，TanetOShiKoyama，andKazueKurihara SelectivltylnSubstrate−enZymeCOmplexationstudiedbysurfacefbrcesmeasurement ColloidPolym・Sci，，286，107−112（2008） 10・KeitaroF両ikura，YLjiMaki，NorimasaOhya，MikiyaSatoh，andTanetOShiKoyama KineticstudiesofMcrococcusluteusB−P26undecaprenyldiphosphatesynthase reactionuslng3−desmethylallylicsubstrateanalogs Biosci・Biotechnol・Biochemリinpress．

（2）学会発表

1．高橋征司，寺内大樹，須藤剛，黒森崇，平山隆志，篠崎一雄，古山種俊 シロイヌナズナのシス型プレニルトランスフェラーゼAtCPT4の機能解析 日本植物生理学会大会，新潟（2005．3） 2．長岐正彦，近藤弘幸，渡辺政隆，原田宣之，槙 雄二，古山種俊，西野徳三 プアルネシル二リン酸合成酵素を利用したキラル合成 日本化学会第85春季年会，横浜市（2005．3） 3．長岐正彦，仲田美乃里，槙 雄二西野徳三，古山種俊 野生型および変異型フアルネシル二リン酸合成酵素の基質特異性∼MOMODMAPPの反 応性∼ 日本化学会第85春季年会，横浜市（2005．3）

4．SeijiTakahashi，DaiJu Tbrauchi，Tsuyoshi Sutoh，Takashi Kuromori，Takashi Hirayama，Kaz110Shinozaki，andTanetoshiKoyama

AtCPT4，a CLS・prenyltransferaselocalized to plastid，isinvoIvedin photomorphogenesisofAnzbidqpszsthaltaDa 第15回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，船橋市（2005．9） 5．菊地明香，YugeshKllarel，山下 哲，野池基義，高橋征司，古山種俊 シス型プレニルトランスフェラーゼの生成物鎖長制御機構の解明 第15回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，船橋市（2005．9） 6，高山大観KasemAsawatreratanakul，高橋征司，鈴木秀幸，柴田大輔，古山種俊 パラゴムノキラテックスのESTを基にした天然ゴム生合成関連酵素の探索と機能解析 第15回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，船橋市（2005．9） 7．長岐正彦，清水 匠，槙 雄二大谷典屯竹川政範，西野徳三，古山種俊 プレニル鎖延長酵素を利用したキラル合成（3−methylhex・3・enyldiphosphateの反応性 について） 第15回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，船橋市（2005．9） 8．槙 雄二，竹川政範，佐藤幹也草苅美穂，大谷典正，長岐正彦，古山種俊 中鎖プレニル二リン酸合成酵素の基質特異性の比較 6

第15回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，船橋市（2005．9） 長岐正彦，市川博章，中根明夫，槙 雄二，西野徳三，古山種俊 イソプレノイド類の抗菌活性 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005．9） 10・佐藤圭吾，鈴木俊秀，伊礼隆之，佐藤理恵，鈴木智治，大谷典正，槙 雄二長岐正彦， 古山種俊 ウンデカプレ二ル二リン酸合成酵素の基質特異性 ∼ウンデカプレノール類似体の合成 の試み∼ 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005．9） 11・長岐正彦，清水 匠，槙 雄二大谷典正，竹川政鼠相澤陽介，西野徳三，古山種俊 ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素（GGPS）を用いた4・ethylIPPの反応性∼キラル 化合物の合成∼ 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005．9） 12・長岐正彦，武差 徹，槙 雄二，西野徳三，渡辺政隆，原田宣之，古山種俊 ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素（GGPS）を用いた5−methylfarnesolのキラル合成 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005．9） 13・草苅美観鈴木悠太，大谷典屯槙 雄二，長岐正彦，古山種俊 ファルネシル二リン酸合成酵素、野生型および変異型酵素の基質特異性（1）∼酵素の有 機合成への利用をめざして∼ 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005．9） 14・大場 亮，相澤陽介，草苅美穂，大谷典正，槙 雄二，長岐正彦，古山種俊 ファルネシル二リン酸合成酵素、野生型および変異型酵素の基質特異性（2）∼酵素の有 機合成への利用をめざして∼ 平成17年度 化学系学協会東北大会仙台市（2005．9） 15・長岐正彦，仲田美乃里，寺岡 亮，大谷典屯槙 雄二西野徳三，古山種俊 フアルネシル二リン酸合成酵素（FPS）の基質特異性∼0位に親水性基をもつアリル性 基質の反応性∼

平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005・9） 16．長岐正彦，管野 裕，清水理恵，大谷典正，槙 雄二，西野徳三古山種俊 プレニルトランスフェラーゼによる環状化合物の合成 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005・9） 17．長岐正彦，伊丸岡大斗，嵯峨紘一，大谷典正，槙 雄二西野徳三，古山種俊 組織培養を利用したイソプレノイド類の合成 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005・9） 18．尾形俊哉，安保貴永，大谷典正，菱沼 佑，槙 雄二，長岐正彦，古山種俊 低分子量体ゴムを生産するセイタカアワダチソウ（助〟由卯β血血∂）のカルス培養 平成17年度 化学系学協会東北大会，仙台市（2005・9） 19．須藤 恥寺内大樹，高橋征司，古山種俊 シロイヌナズナ由来シス型プレニルトランスフェラーゼとその反応生成物の機能解帆 第78回日本生化学会大会，神戸市（2005・10） 20．高山大輔，高橋征司，鈴木秀幸，柴田大観古山種俊 パラゴムノキラテックス発現遺伝子の網羅的解析と天然ゴム生合成関連酵素の機能解析 第78回日本生化学会大会，神戸市（2005・10） 21．菊地明香，山下 哲，野池基義，高橋征乳古山種俊 部位特異的変異導入による短鎖型シスプレニル鎖延長酵素の生成物特異性に重要な領域 の探索，第78回日本生化学会大会，神戸市（2005・10） 22．草苅美穂，鈴木悠太，相澤陽介，大場亮，大谷典正，長岐正彦，古山種俊，渡辺政隆，槙 雄二 FPP合成酵素、野生型および変異酵素の基質特異性∼酵素の有機合成への利用をめざし 第49回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会，福井市（2005・11）

23・長岐正象田中秀典，槙 雄二，大谷典正，西野徳三古山種俊 プレニルトランスフェラーゼの基質特異性∼0位に親水性基を有するアリル性基質の 反応性∼ 第49回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会，福井市（2005．11） 24．ThnetoshiKoyama Molecularmechanismsofcis−prenylchainelongatlngenZymeS・ IntemationalChemicalCongressofPacincBasinSocieties2005，Honolulu，U．S．A． （2005．12）

25・Seiji Thkahashi，Daiiu Ttrauchi，Tsuyoshi Sutoh，Thkashi Kuromori，Takashi Hirayama，KazuoShinozaki，andThnetoshiKoyama

AnalysISOfphysiologlCalfunctionofcis−Prenyltransftrasesandtheirproductsin

h万高圧・、さ、血J吉日り．J

TERPNET2005，Wageningen，TheNetherlands（2005．4）

26・YugeshKharel，SeiiiTakahashi，SatoshiYamashita，and恥netoshiKoyama

Manipulation of Prenyl Chain Length Determination Mechanism of Cis−PrenyltranSferases

TERPNET2005，Wageningen，TheNetherlands（2005．4）

27・YMaki，M・Takekawa，M・Satoh，M・Kusakari，N・Ohya，M・Nagaki，andT・Koyama Comparative Study on Substrate SpeciBcities of Three Medium−Chain Prenyl DiphosphateSynthases

BIOTRANS 2005：7thInternational Symposium on BiocatalysIS and BiotranSformations，Delft，TheNetherlands（2005．7）

28・YugeshKharel，Se勾iTakal1aShi，Satoshilねmashita，andTanetoshiKoyama ManipulationofFull−StopMechanismofcis−PrenylChainElongatingEnzymes BIOTRANS 2005：7thIntemational Symposium on BiocatalysIS and Biotransfbrmations，DelR，TheNetherlands（2005，7）

29・Masal1ikoNagaki，HiroakiKondo，YidiMaki，MsatakaWatanabe，NobuyukiHarada， TbkuzoNishino，and恥netoshiKoyama

Studyonthesynthesisof5−methylfameSOlbyuseoffamesyldiphosphatesynthase

Biotransfbrmations，Delft，TheNetherlands（2005．7）

30，NorimasaOhya，Thkan0riAnbo，TbnetoshiKoyama，andYtjiMaki

Cloning and characterization ofisopentenyl diphosphateisomerase fiom both sporophoreandmyceriaofLacfriusthfySOrrheus・

IntemationalChemicalCongressofPacincBasinSocieties2005，Honolulu，U・SA，・

（2005．12）

31．MasahikoNagaki，TbhruMusashi，MinoriNakada，KazuhikoMiyata，YLjiMaki，and ThnetoshiKoyama

Enzymatic syntheses of some alkoxy−Prenyl compounds with someinsect pheromone−likeactivitesbyuseoffamesyldiphosphatesynthases・ IntemationalChemicalCongressofPacificBasinSocieties2005，，Honolulu，U・S・A （2005．12） 32．MasahikoNagaki，ShoShimizu，NorimasaOhya，YttiiMaki，andThnetoshiKoyama SynthesesofsomechiralprenylalcohoIsbyrecombinantgeranylgeranyldiphosphate Synthase． IntemationalChemicalCongressofPacificBasinSocieties2005，，Honolulu，U・S・A （2005．12）

33．YtjiMaki，Miho Kusakari，Ryo Oba，Norimasa Ohya，Masahiko Nagaki，and

TanetoshiKoyama Synthesisandevaluationofgeranyldiphosphateanalogshavingoxygenatominthe prenylchainfbrfameSyldiphosphatesynthaseanditsmutatedenzymeS・ IntemationalChemicalCongressofPacincBasinSocieties2005，，Honolulu，U・S・A （2005．12） 34．古山種俊 イソプレノイド生合成におけるプレニル鎖延長酵素の分子解析 平成17年度科学交流フォーラム「植物のイソプレノイドと二次代謝産物研究」静岡市 （2006．2） 35．長岐正彦，市川博章，中根明夫，槙 雄二古山種俊 イソプレノイド類の抗菌および抗真菌活性について 日本化学会第86春季年会，船橋市（2006．3） 10

36．長岐正彦，菅野 裕，田中秀典，槙 雄二，古山種俊 プレニルトランスフェラーゼの基質特異性∼0位に親水性基を持つアリル性気質ホモ ログ∼ 日本化学会第86春季年会，船橋市（2006．3） 37．長岐正彦，清水 匠，大谷典正，槙 雄二，古山種俊 プレニル鎖延長酵素を利用したキラル合成∼3−methylhex−3−enyldiphosphateの反応 性∼ 日本化学会第86春季年会，船橋市（2006．3） 38・野池基義，安保貴永，菊地明香，YugeshKharel，山下軌高橋征司，古山種俊 シス型プレニル鎖延長酵素の生成物鎖長制御機構の解明 第3回東北大学バイオサイェンスシンポジウム，仙台市（2006．5） 39・関俊輔，小関弘虚礼山下哲，高橋征司，野池基義，黒河博文，古山種俊 細菌の細胞壁生合成に関するフリッパーゼの研究 第3回東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台市（2006．5） 40．戸田哲史，高橋征司，中山 亨，古山種俊 天然ゴム高生産システム構築のためのパラゴムノキ培養細胞系の確立 第3回東北大学バイオサイェンスシンポジウム，仙台市（2006．5） 41■ 長岐正彦，伊丸岡大斗，嵯峨紘一，槙 雄二西野徳三大場 亮，佐上博，古山種俊 カボチャの組織培養を利用したイソプレノイド合成 第16回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，富山市（2006．9） 42・関 俊輔，小関弘恵知，山下 哲，高橋征司，野池基義，黒河博文，古山種俊 細菌細胞壁生合成におけるウンデカプレニルリン酸リサイクル機構の解明 第16回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，富山市（2006．9） 43．安保貴永野池基義，菊地明香，山下 哲，高橋征司，黒河博文，古山種俊 短鎖dk型プレニルトランスフェラーゼの鎖長制御機構の解明 11

第16回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，富山市（2006．9） 44．草刈美穂，渡遠政隆，大谷典正，原田宣之，長岐正彦，古山種像槙 雄二 野生型および変異型フアルネシル二リン酸合成酵素の基質特異性∼キラル基質アナロ グの反応性∼ 第16回ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，富山市（2006．9） 45．長岐正彦，伊丸岡大斗，嵯峨紘鵬，西野徳三，佐上鳳大場 亮，古山種俊 Biotransformationによる抗ガン剤開発の試み 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 46．長岐正彦，菅野裕，槙 雄二大谷典正，西野徳三，古山種俊 E．型およびZ・型プレニルトランスフェラーゼの基質特異性 ∼Bicyclohexene−1−yl ethyldiphosphateの反応性 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 47．長岐正彦，市川博章，中根明夫，古山種俊 イソプレノイド類の抗菌活性∼混用試験による相乗効果∼ 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 48．長岐正彦，葛西愛美，佐野輝男，西野徳三，古山種俊 イソプレノイド類の植物病原菌（CarMⅥに対する抗ウイルス活性 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 49．長岐正彦，多田真大，佐野輝男，西野徳三古山種俊 ダイズの組織培養を利用したCoQ2の合成の試み 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 50．佐藤圭吾，岸 真也，森部真也，大谷典正，長岐正彦，古山種俊，槙 雄二 デカプレニルモノリン酸誘導体合成の試み 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 12

51・相澤陽介，鈴木悠太，須藤達也，宮川博孝，草刈美穂，大谷典正，長岐正彦，古山種俊，模 雄二 フアルネシル二リン酸合成酵素∼野生型および点変異型の基質特異性∼ 平成18年度化学系学協会東北大会秋田市（2006．9） 52・長岐正彦，平野勇治，槙 雄二大谷典屯西野徳三，古山種俊 ファルネシル二リン酸合成酵素の人工基質∼3・alkyl・DMAPPの反応性∼ 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 53・長岐正彦，武差徹，槙 雄二，大谷典正，西野徳三，古山種俊 フアルネシル二リン酸合成酵素の人工基質∼0位に親水性基を有するアリル性基質の 反応性∼ 平成18年度化学系学協会東北大会秋田市（2006．9） 54・大谷典正，小野道隆，菱沼 佑，槙 雄二，長岐正彦，古山種俊 恒明（恒暗）条件下で培養したセイタカアワダチソウ（助ね卯∂血壷ma）カルスのイ ソプレノイド化合物生産能 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 55．長岐正彦，清水匠，西野徳三，古山種俊 短鎖プレニル二リン酸合成酵素の人工基質∼4・alkyHPPの反応性∼ 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 56・大谷典正，小野道隆，松永好則，槙 雄二宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊 哺乳類および細菌由来ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の基質特異性 平成18年度化学系学協会東北大会，秋田市（2006．9） 57．葛西愛美，長岐正彦，佐野輝男，西野徳三，古山種俊 イソプレノイド類の抗ウイルス活性について 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006．10） 58・市川博章，長岐正彦，中根明夫，槙雄二，西野徳三，古山種俊 イソプレノイド類の抗菌活性∼混用試験について∼ 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006．10） 13

59．小野道隆，大谷典屯尾形俊哉，長岐正彦，古山種俊，菱沼佑，槙雄二 セイタカアワダチソウ（励地卯月ノ鮪血β）の培養組織によるイソプレノイド化合物生 産能 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006・10） 60．佐上博，宮城ゆき乃，高橋武，松村欣宏，古山種俊 ヒトゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の阻害・骨粗棄症治療薬第4世付 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006・10） 61．伊丸岡大斗，長岐正彦，嵯峨紘一，西野徳三，大場亮，佐上博，古山種俊 植物組織培養を利用したイソプレノイド類のBiotransformationについて 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006・10） 62．宮川博孝，相澤陽介，鈴木悠太，須藤達也，草苅美穂，大谷典正，長岐正彦，古山種俊，槙 雄二 耐熱性細菌β血肋ggfeβ畑地eJⅧ甲力血β由来フアルネシル二リン酸合成酵素（野生型、 変異体）の基質特異性 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006・10） 63．松永好則，大谷典正，小野道隆，宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊，槙雄二 哺乳類及び菌類由来ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の基質アナログによる阻害効果 第45回日本薬学会東北支部大会，山形（2006・10） 64．佐上鳳宮城ゆき乃，高橋武，松村欣宏，古山種俊 ゲラニルゲルニリン酸合成酵素の高次構造と活性の相関 日本分子生物学会2006プラ二オーラム「分子生物の未来」名古屋（2006・12） 65．野池基義，安保貴永，菊地明香，山下哲，高橋征司，黒河博文，古山種俊 勒obactezTumtubezTUbsLg由来短鎖cLS・Prenyltransferaseの生成物鎖長制御機構 第10回生体触媒化学シンポジウム，北九州市（2006・12） 66．安保貴永，野池基義，黒河博文，古山種俊 14

新規短鎖ds−Prenyltransferaseの遺伝子クローニング、機能解析 第10回生体触媒化学シンポジウム，北九州市（2006．12）

67・Porntip Rojruthai，Motoyoshi Noike，Seiji Takahashi，Lee Hyejin，Jitladda Sakdapipanich，％suyukiTanaka，andTanetOShiKoyama

Enzymatic synthesis ofnaturalrubber by the smallrubber particle ofHeTm

ろ用度〟Jb刀朗klatex 20thIUBMBInternationalCongressofBiochemistryandMolecularBiologyand llthFAOBMBCongress，Kyoto（2006．6） 68・SeiJiTakahashi，TsuyoshiSutoh，Dai）u恥rauchi，TbruNaknyama，andTanetoshi Xoyama FunctionalanalysISOfanovelmedium・ChaincLSPrenyltransferaseinabioticstress responseofAzY2bjdqpsLStba血Da 20thIUBMBInternationalCongressofBiochemistryandMolecularBiologyand llthFAOBMBCongress，Kyoto（2006．6）

69・Motoyoshi Noike，Sayakn Klkuchi，Satoshi Yamashita，Seiji Takahashi，and

TanetoshiKoyama

Mechanism of product chain−length determination in short・tyPe CZS・prenyltransferase 20thIUBMBInternationalCongressofBiochemistryandMolecularBiologyand llt】lFAOBMBCongress，Kyoto（2006．6） 70・ShunsukeSeki，ⅩoichiKoseki，SatoshiⅥlmaShita，SeiJi恥kahashi，MotoyoshiNoike， HirofumiKurokawa，andTanetoshiKoyama Studiesontheflippaseinthebiosynthesisofbacterialcelllwal1 20thIUBMBInternationalCongressofBiochemistryandMolecularBiologyand llthFAOBMBCongz・ess，Kyoto（2006．6） 71・HirofumiKurokawa，TanetoshiKoyama，KeietsuAbe，TakafumiUchida，andYouhei lねmagata Sub−atOmicresolutioncrystalstruCtureOfsubtilisinALPIfromalkalophilic励ciHuS NXS・21 20thIUBMBInternationalCongressofBiochemistryandMolecularBiologyand llthFAOBMBCongress，Kyoto（2006．6） 72．古山種俊 15

プレニル鎖延長酵素の構造と機能 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 73．宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊 ゲラニルゲラニルニリン酸合成酵素の酸化還元に伴う高次構造の変化と活性の相関 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 RMB2007，横浜 （2007） 74．山形洋平，眞田万里子，河村健志，片瀬徽黒河博文，古山種俊，内田隆史， d即eJ㌢JJぴβ血皿鹿とugMep20のエラスチン分解に関わる領域に関する検討 日本蛋白質科学会年会 第7回，仙台（2007．5） 75．宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊 ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素のオリゴマー構造と活性の相関 日本蛋白質科学会年会 第7回，仙台（2007．5） 76．黒河博文，藤橋雅宏，安保貴永，野中剛，沼本修孝，野池基義，三木邦夫，古山種俊 好熱性細菌励d〟Uggねgm班e皿叩カ〟漬由来フアルネシル二リン酸合成酵素の結晶構 造解析 日本蛋白質科学会年会 第7吼仙台（2007，5） 77．解良康太，高橋征司，須藤剛，古山種俊，中山亨 ストレス応答におけるシロイヌナズナのシス型プレニルトランスフェラーでAtCPT5の 機能解析 東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台（2007．6） 78．石川乃梨子，大場亮，宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊 フイタン酸が作用する脂肪油滴形成について 東北大学バイオサイェンスシンポジウム，仙台（2007．6） 79．黒河博文，藤橋雅宏，安保貴永，野中剛，沼本修孝，野池基義，三木邦夫古山種俊 好熱性細菌助の肋ggね∂〝班e皿呼ム血β由来フアルネシル二リン酸合成酵素の結晶構 造解析 東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台（2007．6） 16

80・野池基義，関俊輔，小関弘恵知，山下 哲，高橋征司，黒河博文，古山種俊 細菌細胞壁生合成における糖キャリア脂質リサイクル機構の解明 東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台（2007．6） 81・安保貴永，野池基義，黒河博文，古山種俊 新規短鎖cTS−Prenyltransferaseの遺伝子クローニング・機能解析 東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台（2007．6） 82・相澤陽介，大場 亮，石川乃梨子，鈴木康裕，佐上 博，古山種俊 非環式レチノイド骨格を持つ新奇イソプレノイド酸の合成と作用 東北大学バイオサイエンスシンポジウム，仙台（2007．6） 83．宮城ゆき乃，佐上 博，古山種俊 ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の酸化還元に伴う高次構造と活性の相関 ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，京都（2007．9） 84・解良康太，高橋征司，須藤剛，古山種俊，中山亨 シロイヌナズナのストレス誘導型シス型プレニルトランスフェラーゼAtCPT5の機能解 析 ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会京都（2007．9） 85・大谷典正，三上大輔，長岐正彦，古山種俊，菱沼佑，槙雄二，市川直哉 セイタカアワダチソウ（以フ血卯β血矧皿β）の培養組織を利用したゴムの生合成 ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，京都（2007．9） 86・福地さと子，黒河博文，安保貴永，野池基義，槙 雄二，古山種俊 新規基質アナログによるプレニルトランスフェラーゼ阻害機構の研究 ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会，京都（2007．9）

87・Porntip Rojruthai，Paveena Nawakitkosol，野池基義，高橋征司，黒河博丸Jitladda Sakdapipanich，田中康之，古山種俊

1nTqtmSynthesisofchainelongateedpre・eXistingrubberandnewrubbermolecules

bysmallrubberparticlesfrom励t7eBbnZSineD鼠は H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007・9） 88．大谷典正，三上大観伊丸岡大斗，長岐正彦，古山種俊，菱沼 祐・槙 雄二 インドゴムノキ組織培養によるゴムの生合成 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 89．鈴木俊秀，野池基義，安保貴永，菊地明香，‰gishKharel，山下 哲，高橋征司，黒河博 文，古山種俊 シス型プレニル鎖延長酵素の生成物特異性を決定する分子機構の解明 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007・9） 90．宮城ゆき乃，佐上 博，古山種俊 ヒトのゲラニルゲラニルニリン酸合成酵素の高次構造と活性の相関 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007・9） 91．長岐正彦，大瀬修吾，武差徹，大谷典正，槙雄二，古山種俊 フアルネシル二リン酸合成酵素の基質特異性∼eXOmethyleneDMAPPと3．alkyl■IPP との反応∼ H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 92．長岐正彦，武差徹，大谷典正，槙雄二，古山種俊 フアルネシル二リン酸合成酵素の基礎的トレーサー実験 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 93．大谷典正，三上大輔，長岐正彦，古山種俊，菱沼 祐，槙 雄二 ホルモンバランスの変化によるセイタカアワダチソウカルスのイソプレノイド合成能 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 94．長岐正彦，葛西愛美，佐野輝男，西野徳三，古山種俊 機能性イソプレノイド類の抗ウイルス・抗ウイロイド活性について H19年度 化学系学協会東北大会山形市（2007．9） 18

95・長岐正彦，林泰史，利Il博章，中根明夫，槙雄二，古山種俊 機能性イソプレノイド類の抗菌・抗真菌活性 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 96・黒河博文，藤橋雅宏，安保貴永，野中剛，沼本修孝，野池基義，三木邦夫，古山種俊 好熱性細菌励dJUggねβ〝班eJ甥呼ム血β由来ファルネシル二リン酸合成酵素の結晶構 造解析 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 97．大谷典正，菊地崇剛，長岐正彦，古山種俊，槙 雄二 酵素原子を持つ基質アナログに対するファルネシル二リン酸合成酵素の触媒反応解析 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 98・野池基義，関俊輔，小関弘恵知，山下乳高橋征司，黒河博文∴古山種俊 真性細菌の細胞壁生合成における糖キャリア脂質リサイクル機構の解明 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 99．長岐正彦，管野裕，大谷典正，槙 雄二古山種俊 短鎖プレ二ル二リン酸合成酵素の基質特異性∼環状基質ホモログ類の反応性∼ H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 100．安保貴永，野池基義，黒河博文，古山種俊 糖キャリア脂質生合成に関与する新規酵素群の遺伝子クローニング、機能解析 H19年度 化学系学協会東北大会，山形市（2007．9） 101．鈴木康裕，大場亮，高橋武，佐上博，古山種俊 2，3・ジヒドロゲラニルゲラノイン酸鏡像異性体2種によるHL・60細胞での脂肪油滴誘導 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 102．石川乃梨子，相澤陽介，鈴木康裕，宮城ゆき乃，佐上博，古山種俊 Cos7とHepG2細胞での分岐脂肪酸による脂肪油滴形成の誘導 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 19

103．相澤陽介，大場 亮，石川乃梨子，鈴木康裕，佐上博，古山種俊 HL−60細胞の分化を誘導するイソプレノイド酸 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 104．宮城ゆき乃，佐上 鳳古山種俊 ゲラニルゲラニル二リン酸合成酵素の酸化還元に伴う高次構造の変化と活性の相関 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007，12） 105．鈴木俊秀，野池基義，安保貴永，菊地明香，≠geshKharel，山下哲，高橋征司，黒河博 文，古山種俊 シス型プレ二ルトランスフェラーゼの生成物特異性を決定する分子機構の解明 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 106．黒河博文，藤橋雅宏，安保貴永野中剛，沼本修孝，野池基義，三木邦夫，古山種俊 好熱性細菌励d肋β始点〝班eJⅦ呼ム血β由来フアルネシルニリン酸合成酵素の結晶構 造解析 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 107．福地さと子，黒河博文，安保貴永，野池基義，槙雄二古山種俊 新規基質アナログによるプレニルトランスフェラーゼ阻害機構の研究 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 108．野池基義，関俊輔，小関弘恵知，山下哲，高橋征司，黒河博文，古山種俊 真性細菌の細胞壁生合成における糖キャリア脂質リサイクル機構の解明 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 RMB2007，横浜 （2007．12） 109．安保貴永黒河博文，野池基義，古山種俊 糖キャリア脂質前駆体の生合成に関与する酵素群の遺伝子クローニング、機能解析 20

第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会 BMB2007，横浜 （2007．12） 110・TanetoshiKoyama，PorntipRojruthai，JitladdaSakdapipanich，Sei）iTkahashi，Lee Hyejin，TakanoriAmbo，MotoyoshiNoike，andYasuyukiTanaka CLS．PrenyltransferasesforNaturalRubberBiosynthesisinHeyeabmsjheDSLSLatex TERPNET2007，Strasbourg，France（2007A） 111・Sei］iTakahashi，KotaKera，TsuyoshiSutoh，DaijuTbrauchi，TbruNakayama，and TanetoshiKoyama FunCtionalanalysisofaclS−PrenyltransferaseAtCPT5inthestressresponses TERPNET2007，Strasbourg，France（2007．4） 112・TakanOriAmbo，MotoyoshiNoike，HirofumiKurokawa，andTanetoshiKoyama GeneCloningandFunctionalAnalysisofNovelShort・ChaincLSTransferases

BIOTRANS 2007（8thInternational Symposium on Biocatalysis and Biotransformations）Oviedo，Spain（2007．7） 113．TanetoshiKoyama StruCtureandfunctionofczsprenylchainelongatingenzymes． 50t】lanniversaryofworkofProfessorTadeuzChojnacki，Warsaw，Poland（2007．6） 114・PorntipRojruthai，JitladdaSakdapipanich，Se肩iTakahashi，LeeHyejinTakanori， Ambo，MotoyoshiNoike，YasuyukiTanaka，andTanetOShiKoyama lD tqtZVSynthesisofHighMolecularWeightRubberbySmallRubberParticlesin 月旨l昭8ム∫憲風〟わ刀封盲Latex

BIOTRANS 2007（8thInternational Symposium on Biocatalysis and Biotransformations），Oviedo，Spain（2007．7）

115・Motoyoshi Noike，Takanori Ambo，SayakaKikuchi，Satoshi％mashita，Seiji Takahashi，HirofumiKuroknwa，andTanetoshiKoyama

Productchain−lengthdeterminationmechanismofczs−hrnesyldiphosphatesynthase BIOTRANS 2007（8thInternational Symposium on Biocatalysis and Biotransformations），Oviedo，Spain，（2007．7）

116・Y・Maki，M・Kusakari，M・Watanabe，N・Ohya，H・Miyagawa，YSuzuki，M・Nagaki，

andT．Koyama

SynthesisandEvaluationofGeranylDiphosphateAnalogsHavingOxygenAtomin theirPrenylChainforFameSylDiphosphateSynthaseandItsMutatedEnzymes BIOTRANS 2007（8thIntemational Symposium on Biocatalysis and Biotransformations）Oviedo，Spain（2007・7） 図 書 1． 佐上 博、古山種俊 第2章 遺伝子と酵素、第3章 生体物質の化学、第4章 代謝反応と生合成 生命化学 朝倉書店 pp．11・62（2005） 2． 高橋征司、古山種俊 天然ゴム生合成機構の解明と天然ゴム高生産系の構築 ファイバー：スーパーバイオミメテックス∼近未来の新技術創生∼，本宮達也監修 NTS pp．147−153（2006）． 研究成果による産業財産権の出願・取得状況 なし 22

おわりに

海底面に急激な変位が生じ，これが上位に伝達されて水塊が大きく変動すること により，津波が発生する。地震や海底地滑りがその主要な原因とされるが，海底火山 の噴火によっても津波が起きる。海底地滑りによる津波の代表的な例が，氷床の後退 に伴うスカンジナビア半島の急速な隆起に原因して発生した，ストレッガ・スライドと呼 ばれる事件である。約7，000年前ノルウェーの北海大陸棚斜面が大規模に崩落し，こ れによって発生した巨大津波は西ヨーロッパの沿岸を襲った。その痕跡は，現在津波 堆積物として各地に残されている。最後の氷河期に北米大陸を被覆したローレンタイ ド氷床は，規模で現在の南極氷床に匹敵し，氷の厚さは4kmに達したと推定されて いる。スカンジナビア氷床と同様，後氷期に入って，ローレンタイド氷床は地球温暖化 により急速に縮退していった。巨大氷床による荷重圧が解放されると，大陸地殻が不 安定となる。スカンジナビア半島では，地殻のアイソスタシーが作用して，8，000年前 以降最大で250m隆起している。氷河性堆積物を載せた大陸斜面は安息性を失い易 く，斜面崩壊により大規模な津波が発生した可能性がある。北米大陸西岸沖で発生し た大津波は，日本列島の海岸にも波及したはずで，縄文時代早期の人々にしばしば 目撃されたことであろう。それらの襲来は，痕跡として海岸の堆積層中に残されている に違いない。著者は，こうした巨大津波による海岸平野の形成も多いに在りうると考え ている。1994年10月4日に発生した北海道東方沖地震津波では，各地で大規模な 砂の移動がみられた。砂州の形成により択捉島の海岸に巨大な内海が出現した様子 を示す航空写真が，タス通信により大々的に報じられた。内海は，堆積物により埋め 立てられ，やがて平野となるに違いない。 爆発的な海底火山活動は時に巨大な陥没地形を出現させることがあり，これに伴 う津波を人類は歴史的に少なくとも2度被災している。エーゲ海のティラ（サントリーニ） 島とスンダ海のクラカタウ島では，大規模な海底火山噴火によって津波が発生したこと が知られている。サントリーニ島については，この本の最後で述べよう。1983年のクラ カタウ津波は周辺の沿岸域に襲来し，これにより36，000名の人命が失われた。原因 は異なるが，隈石の落下によっても津波が発生すると考えられている。恐竜類の絶滅 に関わりが有るとされる6，500万年前の天体衝突事件では，ユカタン半島沖に径 180km以上に達する巨大な隕石孔（クレーター）が突然出現し，これによって発生し た津波は当時のメキシコ湾岸域に押し寄せ波高数100mに達したと推定されている。 こうなると，沿岸陸域の大部分が湖上海水で一時的に水没し，激流により地形は改変 され，多くの生物が絶滅することになる。 津波が海岸に到達するとこれまでに知られていなかった極めて特異な事象が現わ 135

れることが，こうした多くの津波の解析によって明らかにされた。海岸での地形形成や 堆積作用は，概ね定常的に進行すると理解されてきた。今日も，破局的事象がもたら す地質学的意義を認めない学者が少なくない。しかし，津波堆積物の研究により，津 波は大量の物質を瞬事に移動して，海岸の地形は改変し地質現象として堆積の記録 に残されることが明示されたのである。非常識は常識となり，知識は時に大胆に改めら れるのである。 136

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