Madhuri Gade 研究室

本研究室は、生体内で多様な生化学反応に用いられるメチオニン関連酵素の機能と特異性を解明する研究を行っています。特に、メチオニンからアデノシル化合物を合成する酵素群に着目し、その基質認識機構と触媒活性を調べています。これらの酵素は、全ての生物種に保存された古い起源を持ちながらも、細菌・古細菌・真核生物の間で配列や構造に相違を示しており、その違いがどのような機能的意味を持つのかを追究しています。 研究手法としては、構造解析や分子動力学シミュレーション、および古代配列の復元を用いて酵素の進化的な多様性を分析しています。同時に、天然に存在しない新規な補因子を用いた実験により、酵素の結合ポケットの柔軟性と基質認識の関係を調べています。異なる生物種の酵素を比較することで、共通する触媒メカニズムと種固有の特性の両方を明らかにしようとしています。 主要な発見として、同一の活性部位を持つ酵素であっても、その内部の分子運動の違いが基質の結合様式に影響し、基質特異性の違いを生み出すことが示されています。また、真核生物の酵素では本来の基質以外も受け入れる柔軟性があり、その結果として新規な生体分子が生成される可能性も報告されています。これらの知見は、酵素進化における構造的多様性と機能的多様性の関係を理解する上で重要です。