バイオポリマーの合成機構解明と遺伝子工学的手法を用いた新規機能性高分子の合成

Research Project

Project/Area Number	14750688
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	高分子合成
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	田島健次北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00271643)
Project Period (FY)	2002 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	酢酸菌 / Acetobacter xylinum / 微生物セルロース(BC) / エンドグルカナーゼ / βグルコシダーゼ
Research Abstract	セルロース生産菌Acetobacterxylinum由来のセルロース合成に関与するセルラーゼCMCaxの構造解析を目的として、酵素の単離精製、結晶化、および結晶構造解析を行った.この酵素は糖加水分解酵素のファミリー8(GH-8)に分類されており,すでに解析されていたGH-8に所属するセルラーゼCelA(Clostridium thermocellum由来)と相同な立体構造((α/α)6バレル構造)を形成していることが明らかになった.一方,糖鎖認識部はCelAにおいては6箇所の糖認識サブサイトを持つのに対して,CMCaxはひとつのチロシン残基が欠失していることからサブサイト+3が完全に消えており,この場所で認識クレフトが大きく開いていることが明らかになった.セルロース合成に関わる植物もしくは他のバクテリア由来のセルラーゼは,膜貫通ドメインをN末端側に持っており,膜にアンカーされた状態で細胞表面に存在すると考えられている.一方,CMCaxはN末端にシグナルペプチドを持つ細胞外分泌タンパク質であり,膜貫通ドメインは見られない.ところが,免疫染色法を用いた解析の結果,CMCaxも他のセルラーゼ同様に細胞表面に局在していることが明らかになった.これらの結果から,CMCaxは細胞表面において,合成され細胞から排出されるグルカン鎖と相互作用している可能性が示唆された.