2017 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of new mechanistic model of starch branching enzyme
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15K18685
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
鈴木 龍一郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70632397)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 澱粉 / グリコーゲン / 多糖代謝関連酵素 / 構造機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
澱粉生産性シアノバクテリア Cyanothece sp. ATCC 51142 株は、3 種類の枝作り酵素（BE）アイソザイム（cceBE1、cceBE2、cceBE3）を有しており、不溶性分岐多糖の生産に関与すると考えている。これまでに cceBE1 について、糖鎖が結合した状態の結晶構造の解明に成功し、活性部位クレフト（サブサイト -7～-1）および酵素表面の糖鎖結合部位（SBS）を 7 カ所同定している。cceBE2 および cceBE3 についても結晶構造解析を試みたが、未だ構造の解明には至っていない。
昨年度は、cceBE1 のサブサイト -6～-2 に位置するアミノ酸残基の変異体解析を行い、野生型 cceBE1 と比べて特性は変化しないことを明らかにした。また、7 カ所の SBS（A1, A2, 48_1, 48_2, C1, C2, C3）に位置しているアミノ酸残基の変異体解析から、これら SBS は cceBE1 の酵素活性に関わることを見出した。
本年度は、5 カ所の SBS（48_1, 48_2, C1, C2, C3）に位置しているアミノ残基の変異体について、糖鎖と結合した状態の結晶構造を解析し、これら SBS が糖鎖との結合に重要であることの証拠を得た。また、サブサイトと A1 間、ならびにサブサイトと A2 間に位置する糖鎖との結合に重要と予想されるアミノ酸残基について変異体解析を行い、活性に関与するが特性は変化しないことを明らかにした。これらの変異体について糖鎖が結合した状態の結晶構造を決定し、変異導入によって構造に大きな変化が無いことを確認した。さらに、これら変異体の結晶構造中に少なくとも 3 カ所の新規 SBS を同定することに成功した。これらの成果から、cceBE1 の反応モデルをアップデートし、より信頼性の高いものにすることができた。
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