バイオサイエンス研究科ストレス微生物科学研究室の高木博史教授らのグループは、活性酸素による酸化ストレスか ら酵母を防御する新発見の仕組みの中で、重要なカギとなるタンパク質分子「アセチル基転移酵素Mpr1」の立体構造を明らかにしました。また、得られた立 体構造の情報をもとに、精製した酵素を用いた試験管内での実験や変異型の酵素を発現する酵母についての解析などを行い、Mpr1の反応機構や細胞内での機 能を解明しました。

酵母は高等生物のモデル生物として学術上だけでなく、食品やバイオエタノールなど多くの発酵生産に使用され、産業上も 有用な微生物です。高木教授のグループは最近、高温処理など酸化ストレス下の酵母において、Mpr1の働きによりプロリンからアルギニンというアミノ酸の 合成が亢進し、増加したアルギニンから一酸化窒素が合成されること、また、生成した一酸化窒素が酸化ストレスから酵母を防御していることを見出しました。 このMpr1 は新規なアセチル基転移酵素と考えられ、立体構造や反応機構が明らかになっていませんでした。本研究では、Mpr1が基質と結合し、複合体になって機能し ている状態の立体構造をX線結晶構造解析により原子レベルで明らかにしました。その結果、Mpr1の反応機構に関わる部位（アミノ酸残基）をいくつか同定 し、またそれらが酸化ストレス防御機構に関与することが示されました。

本研究によって、Mpr1のユニークな機能の分子機構を明らかにす るとともに、Mpr1が関与する酵母の抗酸化メカニズムへの理解を深めることができます。また、より高い活性や安定性を有するMpr1の分子設計が可能に なることで、酸化ストレスへの耐性が向上し、発酵生産能が飛躍的に向上した産業酵母の育種への応用が期待されます。さらに、Mpr1の遺伝子は多くの真菌 （酵母、カビ）に保存されているため、その活性や機能を特異的に阻害する化合物を設計すれば、新たな抗真菌薬の開発につながる可能性があります。

本 研究の成果は高く評価され、平成２５年７月１日（月）の週に米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）の電子版に掲載されます。

酸化のストレスから酵母を守るカギの酵素「Mpr1」の