キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素（QHNDH、図）（１）は、ヘテロ３量体のサブユニット構造を有し、２個のヘム分子と新規なビルトイン型補酵素（システイントリプトフィルキノン、CTQと略称  CTQは21世紀に入って世界で初めて発見されたビルトイン型補酵素）を含むだけでなく、３ヶ所の分子内チオエーテル架橋構造（Cys残基の硫黄原子とAsp/Glu残基のメチレン炭素原子間の架橋）を含んでいる。これらは極めてユニークなタンパク質構造であることから、その生合成過程では、遺伝子のタンパク質への翻訳後に多段階の特異な修飾反応を受けて初めて活性のある成熟型酵素になると推定される。私たちは遺伝子破壊・相補といった遺伝子工学的手法を用いQHNDHの生合成機構の解明を進めるとともに（２-４）、その過程で発見した難化学反応を触媒する独特の酵素群について、生化学的解析とＸ線結晶構造解析を組み合わせた構造機能相関の研究を行っている（５）。さらに、タンパク質の内部に安定なチオエーテル架橋を形成する酵素であるQhpDを利用し、環状の生理活性ペプチドの開発も進めている。

関連文献

1. Datta S, Mori Y, Takagi K, Kawaguchi K, Chen ZW, Okajima T, Kuroda S, Ikeda T, Kano K, Tanizawa K, Mathews FS.
   Structure of a quinohemoprotein amine dehydrogenase with an uncommon redox cofactor and highly unusual crosslinking.
   Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 98, 14268-14273 (2001) [PubMed]
2. Ono K, Okajima T, Tani M, Kuroda S, Sun D, Davidson VL, Tanizawa K.
   Involvement of a putative [Fe-S]-cluster-binding protein in the biosynthesis of quinohemoprotein amine dehydrogenase.
   J. Biol. Chem. 281, 13672-13684 (2006) [PubMed]
3. Nakai T, Ono K, Kuroda S, Tanizawa K, Okajima T.
   An unusual subtilisin-like serine protease is essential for biogenesis of quinohemoprotein amine dehydrogenase.
   J. Biol. Chem. 287, 6530-6538 (2012) [PubMed]
4. Nakai T, Deguchi T, Frebort I, Tanizawa K, Okajima T.
   Identification of genes essential for the biogenesis of quinohemoprotein amine dehydrogenase.
   Biochemistry 53, 895-907 (2014) [PubMed]
5. Nakai T, Ito H, Kobayashi K, Takahashi Y, Hori H, Tsubaki M, Tanizawa K, Okajima T.
   The radical S-adenosyl-L-methionine enzyme QhpD catalyzes sequential formation of intra-protein sulfur-to-methylene carbon thioether bonds.
   J. Biol. Chem. 290, 11144-11166 (2015) [PubMed]