| Project/Area Number |
21K19070
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 水酸基の酸化 / 多糖分解 / 酵素反応 / 新規分解経路 / β脱離 / セルロース / 酸化 / セロビオースホスホリラーゼ / N-アセチルヘキソサミン1-キナーゼ / グルコシルマンノースホスホリラーゼ / ピラノースオキシダーゼ / 酸化酵素 / LPMO |
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| Outline of Research at the Start |
酵素によるグリコシル結合の分解は、通常グリコシド結合に直接作用する酵素により行われる。本研究では、1-デオキシ-2-ケトセロビオースに見出されたβ脱離によるグリコシド結合の自発分解が、セルロースのグリコシル結合に直接関与しない水酸基の酸化に起因した自発分解として普遍的に観測できる現象であるかを、モデル化合物を調製することにより検証する。さらに、水酸基の酵素酸化反応がセルロースなどの結晶性多糖分解へ寄与している実例について探索する。
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| Outline of Final Research Achievements |
2-Keto-cellobiose, a model compound representing oxidized cellulose at the position 2 of the reducing-end glucose residue, has successfully been synthesized from cellobiose by the concerted actions of cellobiose phosphorylase and pyranose oxidase at 10 °C in the presence of a catalytic amount of phosphate. It was degraded by β-elimination reaction at pH 7.0 and 30°C with a half-life of 103 hours. Because 1-deoxy-2-ketocellobiose, a model compound representing oxidized cellulose at the position 2 of the internal glucose residue of cellulose, has already been shown to degrade with a half-life of 17 hours under the same conditions, it was proved that when the hydroxy group at position 2 of cellulose is oxidized, the bond is generally eliminated even at room temperature under neutral pH.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、セルロースなどの多糖類の水酸基が酸化されることにより結合が自動的に分解されることが証明された。このことから水酸基酸化酵素による未知の多糖分解経路の存在する可能性が示されたことになる。この成果をもとに、特に難分解性の結晶性多糖の新規な分解経路の発見が期待される。
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