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膜内在性グリセロール3-リン酸（G3P）アシル基転移酵素PlsYは、細菌リン脂質生合成に不可欠な方向決定段階であるG3Pのアシル化反応を触媒してリゾホスファチジル酸を生成する。G3Pアシル基転移酵素のモチーフは解明されておらず、真核生物ホモログは存在せず、さらに、他のアシル基転移酵素がアシルCoAやアシル輸送タンパク質をアシル供与体とするのに対し、型破りなアシルリン酸をアシル供与体として利用する。これまでの研究では複数のPIsY阻害物質が抗生物質候補として特定されてきた。今回我々はPIsYの結晶構造を1.48 Åの解像度で観察し、膜を7回貫通するらせん折りたたみ構造を確認した。他にも4箇所の基質及び薬剤結合構造からは、比較的柔軟性に欠ける活性部位の細かな原子構成が判明している。構造データと突然変異誘発データによると、他のアシル基転移酵素と異なり、タンパク性の触媒塩基を必要としない「基質補助触媒」なるアシル化作用機序の関与が示唆される。今回の構造データと本研究で開発したハイスループット酵素アッセイが、この重要な細菌酵素に対する阻害剤のバーチャルスクリーニングや実験的スクリーニングに有用であることは疑いないと思われる。
細菌リン脂質生合成の方向決定段階に関する構造学的な考察