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Analyses of molecular structures and functional relationships of starch debranching enzymes aiming to improve industrial starch saccharification processes

Research Project

Project/Area Number 20580147
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Food science
Research InstitutionFukuyama University

Principal Investigator

岩本 博行  Fukuyama University, 生命工学部, 教授 (90213321)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三輪 泰彦  福山大学, 生命工学部, 教授 (00219833)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords食品酵素 / 酵素 / 酵素反応 / 食品 / 生体機能利用 / バイオテクノロジー
Research Abstract

Starch-debranching enzymes catalyze the hydrolysis of the α-1,6-glucosidic linkage of α-glucans such as amylopectin, glycogen and pullulan, and are used in an industrial starch saccharification process. These enzymes classified into two groups, pullulanase and isoamylase based on the substrate specificities. In this project, we aimed to clarify the mechanism of substrate specificity and design industrially valuable enzyme. We first solved the crystal structure of Bacillus subtilis pullulanase, and compared the crystal structures and amino acid sequences of several starch-debraniching enzymes. Then we introduced mutations into active sites of Klebsiella pullulanase and found some mutants in which Gly residues located on flexible loop in the vicinity of active site are replaced by Ala or Pro showed higher activity toward amylopectin and improved thermostability than wild type enzyme.

Report

(4 results)
  • 2010 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2011 2010 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (21 results)

  • [Journal Article] Trans-Translation is involved in the CcpA-Dependent Tagging and Degradation of TreP in Bacillus subtilis2009

    • Author(s)
      Hirofumi Ujiie, Tomoko Matsutani, Hisashi Tomatsu, Ai Fujihara, Chisato Ushida, Yasuhiko Miwa, Yasutaro Fujita, Hyouta Himeno, Akira Muto
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry 145

      Pages: 59-66

    • NAID

      10024914415

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      2010 Final Research Report
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  • [Presentation] フレキシブルループに変異を導入したKlebsiella由来プルラナーゼの熱安定性2011

    • Author(s)
      佐藤孝憲, 他
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度(平成23年度)大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都市)
    • Year and Date
      2011-03-26
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  • [Presentation] Role of Induced-fit Motion in the Active Site of Klebsiella Pullulanase2010

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      Kobe Port Island, Kobe
    • Year and Date
      2010-12-08
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  • [Presentation] Role of Induced-fit Motion in the Active Site of Klebsiella Pullulanase2010

    • Author(s)
      Hiroyuki Iwamoto, ほか5名
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      Kobe Port Island(神戸市)
    • Year and Date
      2010-12-08
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  • [Presentation] デンプン糖化用枝切り酵素の基質特異性改変と耐熱化の試み2010

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      酵素工学研究会第64回講演会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館(東京都)
    • Year and Date
      2010-11-19
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  • [Presentation] イネ枝切り酵素の基質特異性と役割2010

    • Author(s)
      前野友香, ほか
    • Organizer
      第5回産業用酵素シンポジウム「産業利用酵素の最前線~タンパク質工学による機能改変酵素や極限環境微生物由来酵素の産業利用~
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(長浜市)
    • Year and Date
      2010-11-06
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] イネ枝切り酵素の基質特異性と役割2010

    • Author(s)
      前野友香, ほか5名
    • Organizer
      第5回産業用酵素シンポジウム「産業利用酵素の最前線~タンパク質工学による機能改変酵素や極限環境微生物由来酵素の産業利用~」
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(長浜市)
    • Year and Date
      2010-11-06
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  • [Presentation] プルラナーゼの保存領域3を含むループのinduced-fit motionは活性発現に必要か?2010

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会 2010年度(平成22年度)大会[東京]
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-28
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] プルラナーゼの保存領域3を含むループの induced-fit motion は活性発現に必要か?2010

    • Author(s)
      岩本博行、佐藤孝憲, 他4名
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度(平成22年度)大会
    • Place of Presentation
      東京都(東大駒場)
    • Year and Date
      2010-03-28
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] イネ枝切り酵素の基質特異性と役割2010

    • Author(s)
      前野友香, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第26回講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学農学部(松山市)
    • Year and Date
      2010-01-23
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] イネ枝切り酵素の基質特異性と役割2010

    • Author(s)
      前野友香、阿部光雅, 他4名
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第26回講演会
    • Place of Presentation
      松山市(愛媛大学)
    • Year and Date
      2010-01-23
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Bacillus subtilis str.168由来プルラナーゼの反応速度論的性質と立体構造2009

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部、日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部、日本食品科学工学会西日本支部2009年度合同沖縄大会
    • Place of Presentation
      琉球大学農学部(沖縄県中頭郡)
    • Year and Date
      2009-10-31
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] Bacillus subtilis str.168由来プルラナーゼの反応速度論的性質と立体構造2009

    • Author(s)
      岩本博行、井手智恵, 他3名
    • Organizer
      2009年度3学会合同沖縄大会
    • Place of Presentation
      沖縄県(琉球大学)
    • Year and Date
      2009-10-31
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Klebsiella由来プルラナーゼのサブサイト2に存在するTrp727の役割2009

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第24回講演会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(松江市)
    • Year and Date
      2009-05-23
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] Klebsiella 由来プルラナーゼのサブサイト2に存在するTrp727の役割2009

    • Author(s)
      岩本博行、佐藤孝憲, 他6名
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第24回講演会
    • Place of Presentation
      松江市(くにびきメッセ)
    • Year and Date
      2009-05-23
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] デンプン枝切り酵素のサブサイト-2および+2の役割2009

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会大会2009年度(平成21年度)大会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡市)
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2010 Final Research Report
  • [Presentation] デンプン枝切り酵素のサブサイト-2および+2の役割2009

    • Author(s)
      岩本博行, 佐藤孝憲, 竹内優太, 前野友香, 山岸幸正, 他3名
    • Organizer
      日本農芸化学会大会2009
    • Place of Presentation
      福岡市(マリンメッセ福岡)
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] プルラナーゼの基質特異性と基質特異性改変の試み2009

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部第23回講演会(例会)
    • Place of Presentation
      高知大学農学部(高知市)
    • Year and Date
      2009-01-24
    • Related Report
      2010 Final Research Report
  • [Presentation] 立体構造情報にもとづいたデンプン枝切り酵素の基質特異性改変2008

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      酵素工学研究会30周年記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      かずさアカデミアホール(木更津市)
    • Year and Date
      2008-11-13
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      2010 Final Research Report
  • [Presentation] 立体構造情報にもとづいたデンプン枝切り酵素の基質特異性改変2008

    • Author(s)
      岩本博行, 掛谷真伍, 前野友香, 竹内優太, 三輪泰彦, 他2名
    • Organizer
      酵素工学研究会30周年記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      木更津市(かずさアカデミアホール)
    • Year and Date
      2008-11-13
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] プルラナーゼの基質特異性に関与する可能性のあるループ構造について2008

    • Author(s)
      岩本博行, ほか
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成20年度大会(第57回)
    • Place of Presentation
      琉球大学農学部・工学部(那覇市)
    • Year and Date
      2008-09-18
    • Related Report
      2010 Final Research Report
  • [Presentation] プルラナーゼの基質特異性に関与する可能性のあるループ構造について2008

    • Author(s)
      岩本博行, 掛谷真伍, 前野友香, 竹内優太, 三輪泰彦, 他5名
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成20年度大会(第57回)
    • Place of Presentation
      那覇市(琉球大学農学部)
    • Year and Date
      2008-09-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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