私たちがこれまでに明らかにしてきたGGTの性質から判断するとGGTはN-terminal nucleophile hydrolaseに属する酵素であると考えられます。N-terminal nucleophile hydrolaseスーパーファミリーに属する酵素は、前駆体として翻訳された後に、プロテオリティックなプロセシングにより成熟型酵素になる；そして、新しく生じたN末端のアミノ酸残基の側鎖が、酵素反応の際の求核原子になるという共通した性質があります。そして、このファミリーに属する酵素のうちの２つについては、自己触媒的にプロセシングすることが実験的に示されていました。

　では、GGTの場合はどうなのでしょう。GGTは分子量４万の大サブユニットと分子量２万の小サブユニットからなるヘテロダイマー構造をしていますが、その遺伝子にはオープンリーシングフレームが１つしかありません。翻訳され、前駆体となった後、390番目のGlnと391番目のThrの間のペプチド結合が切断されることにより活性を持った成熟型のGGTになると考えられましたが、どのように切断されるかは分かっていませんでした。

　GGTがN-terminal nucleophile hydrolaseスーパーファミリーに属する酵素であれば、GGTも自己触媒的に切断される可能性があります。それを実験的に確かめました。

　初めに生化学的な方法でプロセシング機構を調べたところ、塩基によって求核性が増したThr391の側鎖の酸素原子が直前のペプチド結合のカルボニルカーボンに求核付加し、正四面体型中間体を形成します。次に、N→Oアシルシフトが起こり、エステル中間体を形成します。エステル結合は不安定であるため、容易に加水分解を受け、前駆体が２つに分かれて成熟型酵素となるというものです。

　このように、前駆体が自己触媒的にプロセシングすることを示したのはGGTでは初めてです。

プロセシングしないGGTT391A

変異体の構造は野生型の前駆体構造をミミックしていると考えられます。GGTT391A変異体の結晶構造を基にAla391をThr391に置換し、野生型前駆体のプロセシング部位をモデリングしたところ。Thr391の側鎖のOγは、Gln390のカルボニル炭素をちょうど求核攻撃しやすい位置に配置することが予想されました。このOγは水分子(W4)との間で水素結合を作っており、さらにSer388とGly484とも水素結合を形成していました。この水分子が塩基となって活性化されたThr391のOγがGln390のカルボニル炭素に求核付加し、正四面体型中間体を経てN→Oアシルシフトによってエステル中間体となり、エステル結合が加水分解されてプロセシング反応が完了すると考えられます。

（結晶構造解析の研究は、大阪大学大学院理学研究科生物科学専攻の福山研究室との共同研究の成果です。）