| Project/Area Number |
21K05366
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022-2024)
Osaka Prefecture University (2021) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | マルトトリオース生成アミラーゼ / 配糖体 / マルトトリオース / 糖転移反応 / α-アミラーゼ / アミラーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
天然には有用な生理活性を有するものの，強いにおいや刺激を持っていたり，水溶性や安定性に乏しかったりすることで利用できない多くの化合物が存在する。配糖体化することで，化合物の溶解性，安定性，吸収性および味質などが改変されることが知られている。本研究ではデンプンをマルトトリオース単位に切断するとともに化合物に結合して配糖体を合成するアミラーゼについて，変異酵素を用いた生化学的解析とX線結晶構造解析を用いた構造生物学的アプローチによって基質認識や糖転移活性に関する分子基盤を明らかにするとともに，特定のα-グルカンオリゴ糖配糖体合成のためのプラットフォームの創製を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
α-Amylase from Kitasatospora sp. MK-1785 degrades starch by maltotriose (G3) units from the non-reducing end and transfers the resulting G3 to hydroxyl compounds to synthesize glycosides. This study aimed to elucidate the molecular basis of substrate recognition and transglycosylation of this enzyme. As a result, we found that N192, which is conserved in orthologs showed G3 specificity as same as Q192, which is involved in the G3 specificity of this enzyme. In order to clarify the mechanism of transglycosylation, we prepared a mutant enzyme at key amino acid residues and succeeded in obtaining a mutant enzyme with increased transglycosylation activity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，糖質加水分解酵素における加水分解と糖転移反応の分水嶺となる分子メカニズムとして，＋側サブサイトに糖受容体となる化合物が入ることでacid/baseの役割を担う触媒残基が反応を行うための正しい位置取りができるようになるという，「スイッチング機構」を提唱している。G3Amyを題材として本機構を明らかにすることで糖質加水分解酵素における糖転移活性の発現について新たな知見を与えるであろう。また，G3Amyによってこれまで報告例のないG3各種配糖体の合成が可能となり，G3配糖体という化合物の新たなプラットホームから，さらなるイノベーションへの展開が大いに期待される。
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