グラム陽性細菌におけるクオラムセンシングは、一般に翻訳後修飾されたペプチドフェロモンに依存する。Bacillus subtilis では、プレニルトランスフェラーゼ ComQ がクオラムセンシングペプチド ComX のトリプトファンのプレニル化を触媒するが、この独特なペプチド修飾の構造基盤は未解明であった。ここでは、これまで特徴づけられていなかった ComQ のホモログである StheQ と、その対応するペプチド基質 StheX を Sphaerobacter thermophilus から同定し、それらの構造的および機能的な関係を調べた。液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析（LC-MS/MS）により、StheQ が StheX の C 末端から 2 番目に位置するトリプトファン残基のプレニル化を触媒することが示された。無基質（apo）の StheQ と、そのファルネシルピロリン酸アナログとの複合体の結晶構造は、StheQ がトランス-イソプレニル二リン酸合成酵素（IPPS）スーパーファミリーの全αヘリックス折りたたみをとりつつ、ペプチドに基づくインドールプレニル化に適応した活性部位の構築を備えることを明らかにした。これらの構造は、最初のアスパラギン酸リッチモチーフに関連した単一の Mg2+ 結合部位を同定し、擬似的な第 2 のアスパラギン酸リッチモチーフにおける金属配位の証拠は見られなかった。部位特異的変異導入、複合体形成アッセイ、ドッキング解析により、活性部位に隣接するペプチド結合ポケットが同定され、N215 が受容体トリプトファンの生産的な配置に寄与することが示唆された。これらの結果は、ComQ ファミリー酵素によるペプチドプレニル化の構造基盤を確立し、IPPS スーパーファミリー内におけるペプチドに基づくインドールプレニル化の進化についての洞察を与えるとともに、ComQ ファミリー酵素がペプチド修飾に特化した明確な機能的分岐を構成するという見解を支持する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.29.745113