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キノコ類グルカナーゼの糖転移活性を利用した分岐型機能性βグルカン合成

Research Project

Project/Area Number 23780169
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Forest science
Research InstitutionIwate Biotechnology Research Center

Principal Investigator

金野 尚武  公益財団法人岩手生物工学研究センター, 生物資源研究部, 研究員 (60549880)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsバイオマス / 酵素反応 / 糖鎖 / 応用微生物 / 森林工学
Research Abstract

キノコ類に含まれるβグルカンの一部は抗腫瘍作用を示すが、精製が困難、構造が複雑で、モデル材料を合成する手段もない為、その作用に関する分子レベルでの解明が進んでいない。本研究では、キノコ類から単離したβグルカナーゼの糖転移活性を利用して、各種βグルカンを人為的にデザインする手法を確立することを目的とした。
平成24年度は新たに担子菌スエヒロタケから糖質加水分解酵素(GH)ファミリー30に属するβ-1,6グルカナーゼ(ScPus30A)をクローニングし、こうじ菌(Aspergillus oryzae)で異種発現させた。SDS-PAGE上で分子量は57,000と推定された。他のGH30酵素群とのマルチアライメントから、207番目と302番目のグルタミン酸が活性中心残基であると予想された。そこで、それぞれについてアラニン、グリシン、セリンの変異体を作成し異種発現させた。これら変異酵素とフッ化糖(α-フッ化グルコピラノシド)を用いてβ-1,6グルカンの合成反応を検討したが、合成反応は認められなかったことから、本酵素群を用いた合成反応にはフッ化ゲンチオオリゴ糖が必要であると予想された。そこでオリゴ糖の合成用にイネいもち病菌のGHファミリー2種についても合成酵素化を行い計6種類の変異酵素を得た。これらを組み合わせることでβグルカンの酵素合成が可能になると考えられる。
一方で、担子菌ウシグソヒトヨタケよりGHファミリー16に属する酵素をクローニングし、上記と同様にこうじ菌で異種発現させた。コンブ由来のβ-1,3/1,6グルカンであるラミナリンを本酵素で分解させたところ、主生成物としてβ-1,6結合でグルコース側鎖をもつβ-1,3グルカン3糖および4糖を得ることができた。これらオリゴ糖を材料に機能性グルカンを調製できる可能性がある。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] きのこ類が生産する糖質加水分解酵素2013

    • Author(s)
      金野尚武
    • Journal Title

      木材保存

      Volume: 39 Pages: 60-70

    • NAID

      10031165432

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of beta-N-acetylhexosaminidase(LeHex20A), a member of glycoside hydrolase family 20, from Lentinula edodes(shiitake mushroom)2012

    • Author(s)
      Konno N., Takahashi H., Nakajima M., Takeda T., Sakamoto Y.
    • Journal Title

      AMB express

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 29-29

    • DOI

      10.1186/2191-0855-2-29

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibitory effects of polysaccharides on cariogenic activities of Streptococcus mutans2012

    • Author(s)
      A. Yano, Konno N., Imai S. and Kato H
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 76 Pages: 2313-2316

    • NAID

      10031146851

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An endo-β-1,6-glucanase involved in Lentinula edodes fruiting body autolysis2011

    • Author(s)
      Naotake Konno, Yuichi Sakamoto
    • Journal Title

      Applied Microbiology and Biotechnology

      Volume: 91 Pages: 1365-1373

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An endo-β-1,3-glucanase, GLU1, from Lentinula edodes fruiting body belongs to a new glycoside hydrolase family2011

    • Author(s)
      Yuichi Sakamoto, Keiko Nakade, Naotake Konno
    • Journal Title

      Applid and Environmental Microbiology

      Volume: 77 Pages: 8350-8354

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シイタケ由来のGH20β-N-アセチルヘキソサミニダーゼ2012

    • Author(s)
      金野尚武
    • Organizer
      第26回キチン・キトサンシンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] きのこ由来β1,6グルカナーゼの異種発現とその応用2012

    • Author(s)
      金野尚武
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成24年度大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学府中キャンパス
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  • [Presentation] An endo-β-1, 6-glucanase involved in fungal autolysis2011

    • Author(s)
      Naotake Konno, Yuichi Sakamoto
    • Organizer
      European Carbohydrate Symposium (Eurocarb 16)
    • Place of Presentation
      ソレント
    • Related Report
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  • [Presentation] キノコ類細胞壁の自己消化に関与する糖質加水分解酵素2011

    • Author(s)
      金野尚武, 坂本裕一
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会
    • Place of Presentation
      長野
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  • [Presentation] 担子菌シイタケ由来β-N-アセチルヘキソサミニダーゼの機能解析2011

    • Author(s)
      金野尚武, 坂本裕一
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会
    • Place of Presentation
      札幌
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  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/ibrcmicroorganism/home

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] β-N-アセチルヘキソサミニダーゼ2012

    • Inventor(s)
      金野尚武、坂本裕一
    • Industrial Property Rights Holder
      岩手県
    • Industrial Property Number
      2012-009380
    • Filing Date
      2012
    • Related Report
      2011 Research-status Report

URL: 

Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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