| Project/Area Number |
19J10141
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
菊池 麻子 北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 糖質加水分解酵素 / GH97 / 分子進化 / α-glucoside hydrolase / α-galactosidase |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，基質認識と触媒機構が多様な糖質加水分解酵素ファミリー97 (GH97) がどのようにして2つの触媒機構を有する酵素群へと分子進化したのか明らかにすることである．
申請者は腸内細菌がコードする10個のGH97酵素の性質を比較することにより，進化の軌跡を紐解くことを試みている．本年度は，立体構造解析と変異酵素の解析により，GH97パラログ間でどのように変異が蓄積したか調べる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
反転型α-glucoside hydrolaseと保持型α-galactosidaseを含む糖質加水分解酵素ファミリー97 （GH97）に期待される多様な機能と，それらを獲得するに至った分子進化の軌跡を明らかにすることを目的とし，10個のGH97パラログの基本的性質を比較した。
本年度の実施項目は3点である。まず前年度に完成しなかった（1）1酵素の立体構造解析を継続して行い，基本的情報を収集した。次に（2）着目している10個のGH97パラログの三次元構造比較から各酵素の分子機構決定に重要な構造因子の推定を行い，（2）の結果をもとに（3）変異導入し基質認識機構比較を実施した。
（1）酵素生産方法および結晶化条件を再検討することにより充分なクオリティーで三次元構造を取得することができた。
（2）着目している10個のGH97パラログの立体構造を，系統解析に基づき分類したサブファミリーごとに比較し，各酵素の基質特異性を決定づける責任因子を推定した。それぞれの酵素は特徴的な構造因子を有していたことから，GH97は様々な基質認識機構を持つ分子構造に分岐し，多様な機能を獲得したと考えられた。
（3）対象のGH97パラログのうち，異なる基質特異性を示す2酵素について（2）で予想された基質認識に関与するアミノ酸残基に対して変異を導入し，両酵素の各種基質に対する反応速度パラメーターを比較したが，特異性の明瞭な変化は認められなかった。基質認識を制御するためには，目的のアミノ酸だけでなく，その周辺構造を含む変異が必要と考えられた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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