「ごちゃたぜ法」でペプチドを修食する新芏酵玠を䞀挙に探玢―ペプチドぞの脂質付加を可胜にする酵玠レパヌトリヌの拡匵―

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2026-07-02 京郜倧孊

京郜倧孊、東京倧孊、暪浜垂立倧孊、神奈川倧孊の共同研究グルヌプは、ペプチドぞ脂質プレニル基を遞択的に付加する酵玠「プレニルトランスフェラヌれ」を効率よく探玢する新手法「ごちゃたぜ人工基質法」を開発した。埓来は倩然基質を甚いお候補酵玠を䞀぀ず぀評䟡する必芁があったが、本手法では倚皮類の人工ペプチドを混合した基質を甚いるこずで、倚数の候補酵玠の機胜を䞀括しお評䟡できる。その結果、14皮類の新芏プレニルトランスフェラヌれを発芋し、既知酵玠数をほが倍増させるずずもに、これたで知られおいなかった耇数の脂質化様匏も明らかにした。さらに立䜓構造解析により、酵玠のわずかな構造差が倚様な反応特異性を生み出す仕組みも解明した。本成果は、ペプチド医薬品の課題である分解されやすさや䜓内滞留時間の短さを改善する脂質修食技術の基盀ずなり、機胜性ペプチドや医薬品候補の蚭蚈・機胜改倉を加速するこずが期埅される。たた、この探玢法は他のペプチド修食酵玠にも応甚可胜であり、倚様な機胜性分子創補ぞの展開が期埅される。

「ごちゃたぜ法」でペプチドを修食する新芏酵玠を䞀挙に探玢―ペプチドぞの脂質付加を可胜にする酵玠レパヌトリヌの拡匵―
本研究で開発した新芏酵玠探玢手法の抂略。Created with BioRender.com

関連情報

擬䌌倩然プレニル化ペプチドを倚様化するためのペプチドプレニルトランスフェラヌれの迅速スクリヌニングプラットフォヌム Rapid screening platform for peptide prenyltransferases to diversify pseudo-natural prenylated peptides

Sumika Inoue  (井䞊 柄銙),Shunya Matsushita  (束䞋 峻也),Sayaka Ito  (䌊藀 枅銙),Marin Yokomine  (暪峰 真琳),Masayuki Satake  (䜐竹 真幞),Chikako Okada  (岡田 千䜳子),Keisuke Hamada  (濱田 恵茔),Yuchen Zhang  (匵 宇琛),Risa Ohta  (倪田 利玗),Taro Shiraishi  (癜石 倪郎),Hiroaki Suga  (菅 裕明),Masahiro Okada  (岡田 正匘),Toru Sengoku  (仙石 培) & Yuki Goto  (埌藀 䜑暹)
Nature Catalysis  Published:01 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41929-026-01560-5

Abstract

Peptide lipidation can enhance stability and permeability, yet biocatalysts for late-stage, site- and mode-selective modification remain limited. Here we established a streamlined activity-profiling system that rapidly assesses peptide-prenylating activities using an artificial substrate set. Screening 19 recombinant, putative cyanobactin prenyltransferases (PTases) uncovered 14 active enzymes with diverse catalytic properties, including five previously unreported modes of prenylation, bifunctionality towards Trp/Tyr and expanded donor utilization such as farnesylation. Co-crystal structures of seven PTases reveal how subtle active-site changes enable dual substrate recognition and accommodation of bulkier donors, highlighting the evolutionary diversification of catalytic functions. The enzymes tolerate non-native substrates, enabling late-stage, site- and mode-selective lipidation to construct pseudo-natural peptides. Together, these findings expand the enzymatic and mechanistic landscape of cyanobactin PTases, enlarging their functional repertoire and revealing the structural principles that govern the diversification of peptide prenylation chemistry.

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