Abstract
Glycogen phosphorylaseは筋肉における糖質代謝に重要な酵素である． 無機リン酸を使ってグリコーゲンからグルコースを取り除き、グルコース-1-リン酸を生成し、これをATPの生成に利用することができる。 不活性なグリコーゲンホスホリラーゼ（ホスホリラーゼh）は、5′-AMPのアロステリックな結合、またはホスホリラーゼキナーゼ（PhK）によるリン酸化によって活性化される。 リン酸化されるとホスホリラーゼaが生成され、AMP非存在下で活性化される。 PhKはphosphorylase bをリン酸化できる唯一のキナーゼであり、phosphorylase bはPhKの唯一の基質である。 この学位論文の研究は、グリコーゲンホスホリラーゼの部位特異的変異体を研究することによって、この特異性の理由と、これら2つの酵素がどのようにお互いを認識しているかを明らかにしようとした。すべての変異体は、ホスホリラーゼキナーゼの触媒サブユニット、γ（1–300）の切断型との相互作用を変化させてアッセイされた。 3つの変異体（R69K、R69E、E501A）は、phosphorylase bまたはaのアミノ末端と相互作用する部位に作られたが、phosphorylase bと比較してγ（1–300）によるリン酸化にほとんど違いは見られなかった。 しかし、ホスホリラーゼのアミノ末端テールの3つの部位に生じた5つの変異（K11A、K11E、I13G、R16A、R16E）は、ホスホリラーゼbと比較してγ（1–300）に対する触媒効率の減少を生じさせた。 アミノ末端、特にArg16はγ(1–300)がホスホリラーゼを認識する上で非常に重要なファクターであることがわかった。 さらに、I13GとR16Aは、ネイティブなホスホリラーゼを認識しないプロテインキナーゼAによってリン酸化されることができた。いくつかの変異体は、コンフォメーション状態が変化していることも観察された。 R16AとR16Eは、非常に低いAMP濃度で活性化され、低温で結晶化し、ホスホリラーゼaのようになった。このことは、リン酸化がなくても、それらの構造がホスホリラーゼbよりもホスホリラーゼaに似ていることを示している。 R69Eはリン酸化によって部分的にしか活性化されず、I13Gはリン酸化後に完全に不活性化された。 I13Gは、リン酸化によって活性化されないホスホリラーゼの形態を観察した最初の例であった
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