GH30 beta-1,6-glucosidase: Structure-function study and application for valuable carbohydrate synthesis.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05826
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: ISONO Naoto 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (70378321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝崎 裕隆 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (10262990) ; 三宅 英雄 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50362364) ; 梅川 碧里 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (60633097)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: GH30 / β-グルコシダーゼ / β-1,6-グルコシダーゼ / グライコシンターゼ / ゲンチオビオース / 結晶構造 / 縮合反応

Outline of Final Research Achievements

We developed a method for the synthesis of various rare oligosaccharides containing β-1,6-glucosidic linkages from high concentrations of substrates via a condensation reaction of β-1,6-glucosidase from the bacterium Halobacillus halophilus. In addition, we developed an efficient method for the synthesis of carbohydrates containing β-1,6-glucosidic linkages using catalytic residue mutants "glycosynthases." Furthermore, the three-dimensional structure of β-1,6-glucosidase from the bacterium Caldicellulosiruptor bescii was determined, and the structure-function relationship of the enzyme was partially elucidated.

Free Research Field

糖質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では基質特異性が厳密な酵素を用いて、特定のグリコシド結合を有する糖質の選択的な合成方法を開発した。本研究の成果は食品・医薬品・化粧品の成分の製造や、糖質および関連酵素の機能解析に役立つものである。また、GH30 β-1,6-グルコシダーゼの立体構造を初めて明らかにした。立体構造から得られる知見は、生化学・酵素科学・糖質科学の発展に寄与するものであり、酵素の人工的改変などに役立つ情報を含む。