2018 Fiscal Year Annual Research Report
Further development of megalosaccharide research: synthesis and application of novel megalosaccharides displaying excellent functions
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17H03801
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 淳夫 北海道大学, 農学研究院, 教授 (90186312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田上 貴祥 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70709849)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メガロ糖 / 機能解析 / 可溶化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は初めてメガロ糖（構成単糖数が10～200の糖質）の生産に成功した。性質を調べると、BCS II化合物（難水溶性・高膜透過性を示す。薬剤や食素材の多くが属す）を可溶化する画期的な機能が発見された。一般に「BCS II化合物は水溶性を高めるべき」が推奨され、メガロ糖が持つ水溶性の向上は有用である。一方、メガロ糖研究は緒に就いたばかりで、解決すべき課題が多い。本研究では、次に示す特に重要な３課題の究明が目的である。すなわち、１）メガロ糖生産酵素（多糖合成酵素）の糖合成に関与する蛋白質構造（構造因子）を解明。２）高機能な新しいメガロ糖を構築。３）環境汚染を引起こす難溶性アゾ色素の酵素分解に構築した新奇メガロ糖を活用。 以下に今年度の成果を示す。
1. 多糖合成酵素の分子機構：酵素結晶の調製結果から、酵素の精製度を上げる工夫を行った。なお複合体結晶に使用する糖質の調製は完了した。
2. 新メガロ糖の構築：(1)グルコース型メガロ糖：新奇なグルコース型メガロ糖を転移酵素を用いて調製した。すなわち、基質の末端にグルコシド結合を構築し、当該残基にグルコシド型糖鎖を転移させた。構造分析（分子量測定や結合解析）から、目的のメガロ糖であることを確認した。 (2)可溶化能：前項の新奇グルコース型メガロ糖および昨年度に食品用多糖から得たメガロ糖を用いて、BCS II化合物の可溶化試験を行った。前者はBCS II薬剤を、また後者は水に極めて難溶なBCS II食品素材を可溶化した。その能力は、我々が以前に研究したα-1,6結合型メガロ糖よりも優れていた。
3. アゾ色素汚染の解消：まず評価法として「土壌・アゾ色素-擬似システム」を確立させた。本方法を用いて2-(2)項で述べた２種のメガロ糖を対象にアゾ色素可溶化能を調べ、両者が土壌中のアゾ色素を水溶化した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
以下が、自己点検評価の理由である。
1. 酵素結晶の調製に時間を要することは、当初から予想していたが、問題が少しずつ解決されている。また複合体結晶に用いる糖質の作製に成功した。
2. 新奇なグルコース型メガロ糖の調製に成功しただけでなく、本メガロ糖および食品用多糖由来のメガロ糖に「水に極めて難溶なBCS II化合物の可能化現象」を見出した。本能力が極めて高い点も明らかにされ、画期的な成果となった。
3. メガロ糖による土壌アゾ色素可溶化に関する評価法を完成した。さらに当該色素の可溶化能を確認でき、これにより次年度に予定の酵素分解研究に大きく貢献する知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の全体は順調に進行され、かつ予想を上回る成果もあるため（「現在までの進捗状況」の項を参照）、今後の推進方針に変更はない。
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