エンド型植物細胞表層多糖加水分解酵素の構造機能相関の解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22580110
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 金子 哲 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所・食品バイオテクノロジー研究領域, 主任研究員 (90343821)
• Keywords: アラビノガラクタン-プロテイン / アラビノガラクタン / 糖加水分解酵素 / 結晶構造解析 / 構造機能相関 / エンド-1,6-ガラクタナーゼ / Streptomyces avermitilis

Research Abstract

本研究は(1)エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの立体構造を解明し、(2}エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの基質特異性のメカニズムを明らかにすることを目的とする。本研究では、Streptomyces avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼとAspergillus flavus由来別種エンド-β-1,6-ガラクタナーゼと考えられる酵素を対象とし、糖加水分解酵素ファミリー5に分類されるエンド-β-1,6-ガラクタナーゼの基質特異性のメカニズムを解明し、同ファミリーに属するグルカナーゼ、マンナナーゼ、キシラナーゼなどの酵素との立体構造的な差異を解明する。
本年度は、昨年度にPichia pastorisの系で発現させることに成功したAspergillus flavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの結晶化を試みた。組換え酵素は糖タンパク質であり、糖鎖部分が結晶化を妨げていると考えられたため、糖鎖を除去した酵素を調製し、種々の条件で、結晶化の検討を行なった。一方、S.avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼについては、昨年度にセレノメチオニンを導入することに成功した組換え酵素を結晶化して、立体構造を解明することに成功した。立体構造をもとに、本酵素が基質であるβ-1,6-ガラクトオリゴ糖をどの様に認識し、β-1,3-ガラクトオリゴ糖やβ-1,4-ガラクトオリゴ糖と識別しているかを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、2つの酵素の立体構造解析、基質特異性のメカニズム解明を予定しているが、一つのものについては立体構造が明らかとなり、基質特異性のメカニズムが解明できる状況にある。もう一方の酵素についても検討を加えており、概ね順調に研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に従い、Aspergillus flavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの構造解析、基質特異性のメカニズム解明を中心に研究を実施する。