2002 Fiscal Year Annual Research Report

グリコシダーゼの分子機構および分子進化に関する研究

Research Project

Project/Area Number	12460035
Research Institution	HOKKAIDO UNIVERSITY
Principal Investigator	森春英北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80241363)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	福士幸治北海道, 大学院・大学院・農学研究科, 講師 (60218906) 木村淳夫北海道, 大学院・大学院・農学研究科, 教授 (90186312)
Keywords	α-グルコシダーゼ / グルコシダーゼ / 分子進化
Research Abstract	(1)α-グルコシダーゼの自殺酵素であるコンズリトールBエポキシド(CBEと略)をI型酵素に作用させ、1分子のCBEが1分子の酵素に結合することで失活することが判明した。CBEが結合する酸性アミノ酸を決定でき、触媒反応において解離し反応中間体であるオキソカルベニウムイオンを安定化させると想像された。相同酵素のα-アミラーゼにおいても解離型の触媒基との知見がある。 (2)基質グリコンのデオキシ基質を合成し、I型とII型酵素の作用を比較した。I型酵素はデオキシ基質を加水分解できなかったが、II型酵素はグルコースの2-OHがデオキシとなった基質に作用できた。グリコンの2-OHの認識が両酵素群で異なることが明らかになった。 (3)糖転移作用の高いI型酵素が存在する。転移能を高めている蛋白構造を究明するため、全アミノ酸配列の保存性が約7割の酵素とキメラ酵素を構築した。作製した多数のキメラ酵素の活性が低く、遺伝子発現の際に活性部位に糖鎖が付加したと考えられ、付加モチーフの破壊を行う必要がある。 (4)II型ファミリーに属す2つの酵素の結晶が得られた。 (5)II型酵素の相同酵素であるα-キシラナーゼ遺伝子の発現に成功した。我々が明らかにしたII型α-グルコシダーゼの3つの触媒基が作動していると判断された。I型酵素と相同のα-アミラーゼにおいて基質との結合に重要なMet残基の決定を行った。 (6)本研究でα-グルコシダーゼの2つのファミリーにおける基質認識の相違を構造の視点で分子解析できた点は大きな成果であった。さらに両ファミリーが発散進化した相同酵素において、α-グルコシダーゼで得られた分子レベルの知見が適用可能であることが判明した。

Research Products
(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] M.Okuyama: "Catalytic Amino Acid Residue Providing Proton Donar in α-Glucosidase Family II"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 211-219 (2002)
[Publications] M.Nishimoto: "Study on Three α-Glucosidase Isozymes from Honeybee, Apis mellifera L"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 191-197 (2002)
[Publications] M.Okuyama: "Mutant Catalyzes α-Glucosynthase-type Reaction"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66・4. 928-933 (2002)
[Publications] T.Takayanagi: "Evaluation of Subsite Affinities of Isomalto-dextranase from Arthrobacter globiformis"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 123-127 (2002)
[Publications] K.Fukuda: "Kinetic Studies on Substrate Specificity and Active Site of β-D-Glucosidase F1 from Streptomyces sp"J. Appl. Glycosci.. 49・3. 265-272 (2002)
[Publications] K.Fukuda: "Identification of Essential Ionizable Groups and Evaluation of Subsite Affinities in the Active Site of j3-D-Glucosidase F1 from Streptomyces sp"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66・10. 2060-2067 (2002)
[Publications] T.Nishio: "Glycon Specificity Profiling of α-Glucosidase Using Monodeoxy and Mono-O-methyl Derivatives of p-Nitrophenyl α-D-Glucopyranoside"Carbohydr. Res.. 337・7. 629-634 (2002)
[Publications] H.Mori: "Barley α-Amylase Met53 Situated at the High-affinity Subsite -2 Belongs to a Subsrate Binding Motif in the α→β Loop 2 of the Catalytic (β/α)_8-Barre and Is Critical for Activity and Substrate Specificity"Eur. J. Biochem.. 269・22. 5377-5390 (2002)
[Publications] B.Svensson: "Fascinating Facets of Function and Structure of Amylolytic Enzymes of Glycoside Hydrolase Family 13"Biologia. 57・Suppl 11. 5-19 (2002)
[Publications] M.Son: "Evidence of Intramolecular Transglucosylation Catalyzed by an α-Glucosidase"J. Appl. Glycosci.. 50・1. 41-44 (2003)
[Publications] San San Mar: "Purification, Characterization, and Sequence Analysis of Two α-Amylase Isoforms from Azuki Bean, Vigna angularis, Showing Different Affinity towards β-Cyclodextrin"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67(印刷中). (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

グリコシダーゼの分子機構および分子進化に関する研究

Principal Investigator

森 春英 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80241363)

Research Products

[Publications] M.Okuyama: "Catalytic Amino Acid Residue Providing Proton Donar in α-Glucosidase Family II"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 211-219 (2002)

[Publications] M.Nishimoto: "Study on Three α-Glucosidase Isozymes from Honeybee, Apis mellifera L"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 191-197 (2002)

[Publications] M.Okuyama: "Mutant Catalyzes α-Glucosynthase-type Reaction"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66・4. 928-933 (2002)

[Publications] T.Takayanagi: "Evaluation of Subsite Affinities of Isomalto-dextranase from Arthrobacter globiformis"J. Appl. Glycosci.. 49・2. 123-127 (2002)

[Publications] K.Fukuda: "Kinetic Studies on Substrate Specificity and Active Site of β-D-Glucosidase F1 from Streptomyces sp"J. Appl. Glycosci.. 49・3. 265-272 (2002)

[Publications] K.Fukuda: "Identification of Essential Ionizable Groups and Evaluation of Subsite Affinities in the Active Site of j3-D-Glucosidase F1 from Streptomyces sp"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 66・10. 2060-2067 (2002)

[Publications] T.Nishio: "Glycon Specificity Profiling of α-Glucosidase Using Monodeoxy and Mono-O-methyl Derivatives of p-Nitrophenyl α-D-Glucopyranoside"Carbohydr. Res.. 337・7. 629-634 (2002)

[Publications] H.Mori: "Barley α-Amylase Met53 Situated at the High-affinity Subsite -2 Belongs to a Subsrate Binding Motif in the α→β Loop 2 of the Catalytic (β/α)_8-Barre and Is Critical for Activity and Substrate Specificity"Eur. J. Biochem.. 269・22. 5377-5390 (2002)

[Publications] B.Svensson: "Fascinating Facets of Function and Structure of Amylolytic Enzymes of Glycoside Hydrolase Family 13"Biologia. 57・Suppl 11. 5-19 (2002)

[Publications] M.Son: "Evidence of Intramolecular Transglucosylation Catalyzed by an α-Glucosidase"J. Appl. Glycosci.. 50・1. 41-44 (2003)

[Publications] San San Mar: "Purification, Characterization, and Sequence Analysis of Two α-Amylase Isoforms from Azuki Bean, Vigna angularis, Showing Different Affinity towards β-Cyclodextrin"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67(印刷中). (2003)

森春英北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80241363)