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2010 Fiscal Year Annual Research Report

糖転移作用を支配する構造因子の分子解析と応用

Research Project

Project/Area Number 20380056
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

木村 淳夫  北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (90186312)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 奥山 正幸  北海道大学, 大学院・農学研究院, 助教 (00344490)
Keywords糖転移 / 構造因子 / 分子解析
Research Abstract

糖質酵素が触媒する糖転移作用を制御できる新しい現象を3つ見出した。すなわち、1)長鎖オリゴ糖を生産する新規な転移酵素、2)触媒水の結合部位、3)受容体の結合部位、である。本研究の目的は、これらの現象を解析し、転移作用の分子機構を知り、応用研究に結びつけることにある。具体的には、i)それぞれの現象から「糖転移を支配する構造因子(蛋白質の部分構造)」の決定;ii)その機能の機構究明;iii)構造因子を他の酵素に移植;iv)有用な機能の利用、である。糖転移反応の改良・開発は要求が強いため、応用研究への発展を図る。計画は順調に進行しており、次の研究成果を得た。
長鎖オリゴ糖の生産酵素:1)酵素の結晶化とX線結晶構造解析:X線構造解析を行い、立体構造を得ることに成功した。2)構造因子の決定:長鎖オリゴ糖生成に関わる構造因子として予想した触媒サイトから遠位にあるループに対して削除実験を行った。削除体の機能解析から当該ループが長鎖オリゴ糖生成に関与することが認められた。3)構造因子の移植:前項で決定した構造因子(ループ)を通常の加水分解酵素に移植し、糖転移活性を測定した。転移能が約2倍に上昇する結果が得られ移植に成功した。本ループの転移作用に対する強い貢献が明らかになった。触媒水の結合部位:4)他の糖質酵素への応用:他の糖質加水分解酵素について触媒水結合サイトを予想し、変異導入・動的解析を行った。加水分解の減少と転移の増加が観察され、オリゴ糖生産において触媒水結合サイトの変異は有効であると考えられた。受容体の結合部位:5)応用研究への発展:ハナバチ酵素・長鎖オリゴ糖生成酵素・糸状菌α-グルコシダーゼの受容体結合サイトに対する変異導入で、オリゴ糖生産能に変化が認められた。特に糸状菌酵素では転移特異性が変った。本サイトの改変が糖転移作用に与える効果に関し理論構築が可能となった。

  • Research Products

    (38 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (31 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Function of C-terminal region of cycloisomaltooligosaccharide glucanotransferase from Bacillus circulams T-30402011

    • Author(s)
      Funane K
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta

      Volume: VOL.1814 Pages: 428-434

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Truncation of N- and C-terminal regions of Streptococcus mutans dextranase enhances catalytic activity2011

    • Author(s)
      Kim YM
    • Journal Title

      Appl Microbiol Biotechnol

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bioengineered glucansucrase of Leuconostoc mesenteroides for preferred oligo-saccharide synthesis using sucrose2011

    • Author(s)
      Kang HK
    • Journal Title

      J Agric Food Chem

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rice Os4BGlu12 is a wound-induced <【○!R】->glucosidase that hydrolyzes cell-wall-<【○!R】->glucan-derived oligosaccharides and glycosides2010

    • Author(s)
      Opassiri R
    • Journal Title

      Plant Sci

      Volume: VOL.179 Pages: 273-280

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal expressio and characterization of a fusion enzyme having and dextranase activities2010

    • Author(s)
      Rvu HJ
    • Journal Title

      Enzyme Microb Technol

      Volume: VOL.47 Pages: 212-215

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suicide substrate-based inactivation of endodextranase by 1-epoxyalkyl <-D-glucopyranosides2010

    • Author(s)
      Kang HK
    • Journal Title

      J App1 Glycosci

      Volume: VOL.57 Pages: 111-117

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Alteration of product specificity of cycloisomaltooligosaccharide glucanotransferase from Bacillus circulans T-30402011

    • Author(s)
      Suzuki R
    • Organizer
      16th European Carbohydrate Symposium
    • Place of Presentation
      Hilton Sorrento Palace Con-gress Centre (Naples, Italy)(発表確定)
    • Year and Date
      20110703-20110707
  • [Presentation] Enhancement of GH66 dextranase activity by truncation of N- and C-terminal variable regions, suggesting proenzyme-liye activation2011

    • Author(s)
      Mori H
    • Organizer
      9th Carbohydrate Bioengineering Meeting(発表確定)
    • Place of Presentation
      Calouste Gulbenkian Founda-tion (Lisbon, Portugal)
    • Year and Date
      20110516-20110517
  • [Presentation] Structural element determining the diverse specificities for chain-length of sub-strate in glycoside hydrolase familv 31 α-glucosidases2011

    • Author(s)
      Tagami T
    • Organizer
      9th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • Place of Presentation
      Calouste Gulbenkian Founda-tion (Lisbon, Portugal)(発表確定)
    • Year and Date
      20110516-20110517
  • [Presentation] Molecular anatomy of α-1, 6-glucoside-forming and -hydrolyzing enzymes, compri-sing megalosaccharide-producing enzyme2011

    • Author(s)
      A.Kimura
    • Organizer
      2011 CAB Agricultural Biotechnology Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul National University (Seoul, Korea)(招待講演)(発表確定)
    • Year and Date
      2011-08-25
  • [Presentation] Mechanism of novel enzymes degrading and forming α-1, 6-glucosidic linkages, including megalosaccharide production2011

    • Author(s)
      A.Kimura
    • Organizer
      78th Annual Meeting and International Symposium of Korean Society of Food Science and Technology
    • Place of Presentation
      Daegu Exhibition Convention Center (Daega, Korea)(招待講演)(発表確定)
    • Year and Date
      2011-06-09
  • [Presentation] 環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーセの環状イソマルトオリゴ糖複合体の結晶構造2011

    • Author(s)
      鈴木喜大
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼにおけるCI-8の優先的生成に寄与する構造因子2011

    • Author(s)
      齊藤みどり
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Bacillus circulans T-3040株由来環状インマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼの生成物特異性の改変2011

    • Author(s)
      鈴木龍一郎
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Dextran glucosidase (DexB)のウォーターパス改変酵素の機能解析2011

    • Author(s)
      小林桃子
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] ホタテガイ(Pastinopecton yessoensis)中腸腺由来<-glucosidase-C1^-による反応速度の上昇と基質特異性の変化-2011

    • Author(s)
      桝田安志
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] アノマー反転型トレハラーゼ変異体によるオリゴ糖合成2011

    • Author(s)
      平内亨
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Improvement of production conditions of recombinant Podospora anserina <-glucosidase2011

    • Author(s)
      Song KM
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Structural studies of cycloisomaltooligosaccharide glucanotransferase2010

    • Author(s)
      Suzuki N
    • Organizer
      2nd International Symposium on Frontier in Agriculture Proteome Research
    • Place of Presentation
      Tsukuba NORIN (Bioscience) Hall (Tsukuba, Japan)
    • Year and Date
      2010-10-19
  • [Presentation] Paenibacillus sp.598K株由来新規環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼ(CITase)の機能解析2010

    • Author(s)
      鈴木龍一郎
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県)
    • Year and Date
      2010-10-09
  • [Presentation] Bacillus circulans T-3040由来CITaseとCI8の複合体の結晶構造解析2010

    • Author(s)
      鈴木喜大
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県)
    • Year and Date
      2010-10-09
  • [Presentation] 加水分解反応の抑制により縮合反応の生成物を蓄積させるダルコアミラーゼ変異体2010

    • Author(s)
      砂守このみ
    • Organizer
      日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] Oligo-1, 6-glucosidaseがC1^-依存性を示すために必要なアミノ酸残基の決定2010

    • Author(s)
      寺田智明
    • Organizer
      日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] Putative role of Tyr227, Gln349 and Leu350 near catalytic amino acid of honeybee α-glucosidase III2010

    • Author(s)
      Ngiwsara L
    • Organizer
      4th Symposium of the α-Amylase Family
    • Place of Presentation
      Smolenice Castle (Slovakia)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] Dextran glucosidase and isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyl transferase : mechanism of substrate recognition and transglucosylation2010

    • Author(s)
      Mori H
    • Organizer
      4th Symposium of the α-Amylase Family
    • Place of Presentation
      Smolenice Castle (Slovakia)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] α-グリコシダーゼの機能と構造に関する研究2010

    • Author(s)
      奥山正幸
    • Organizer
      日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] 環状イソヤルトオリゴ糖グルカノトランスフェフーゼの分子解析とBacillus circulansにおける環状イソマルトオリゴ糖の新規な生合成経路の発見2010

    • Author(s)
      舟根和美
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会(第59回)
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 糖質酵素の基礎研究とその展開2010

    • Author(s)
      木村淳夫
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会(第59回)
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 酵素合成イソマルトメガロ糖のコンフォメーションと物性-その12010

    • Author(s)
      鈴木志保
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会(第59回)
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] Aspergillus niger α-glucosidaseのサブサイト+1の改変2010

    • Author(s)
      田上貴祥
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会(第59回)
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] isomatoollgosaccharide 6-<-glucosyltransferaseのサフサイト+1変異酵素の機能解析2010

    • Author(s)
      西村崇志
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成22年度大会(第59回)
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] Effects on reactivity of honeybee α-glucosidase III mutants by site-direct mutagenesis of residues near to highly conserved region II and IV2010

    • Author(s)
      Ngiwsara L
    • Organizer
      25th International Carbohydrate Symposium
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2010-08-05
  • [Presentation] Effects of mutation of His-541 and Glu-542 on catalytic activities of cycloiso-maltooligosaccharide glucanotransferase from Bacillus circulans T-30402010

    • Author(s)
      Kang HK
    • Organizer
      25th International Carbohydrate Symposium
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2010-08-03
  • [Presentation] Glycosynthase reaction catalyzed by trehalase mutant enzyme2010

    • Author(s)
      Mori H
    • Organizer
      25th International Carbohydrate Symposium
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Shifting specificity of Aspergillus niger α-glucosidase from short chain substrates to long chain substrates2010

    • Author(s)
      Tagami T
    • Organizer
      Plant Polysaccharide and Applied Glycoscience Workshop 2010
    • Place of Presentation
      笹川ホール(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-07-31
  • [Presentation] Biochemical characterization of a novel cycloisomaltooligosaccharide glucanotrans-ferase (CITase) from Paenibacillus sp.598K2010

    • Author(s)
      Suzuki R
    • Organizer
      Plant Polysaccharide and Applied Glycoscience Workshop 2010
    • Place of Presentation
      笹川ホール(東京都)
    • Year and Date
      2010-07-30
  • [Presentation] α-グリコシダーゼの機能と構造に関する研究2010

    • Author(s)
      奥山正幸
    • Organizer
      日本農芸化学会北海道支部会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-07-23
  • [Remarks]

    • URL

      http://hecate.general.hokudai.ac.jp/welcome/top-page-jpn.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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