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2010 Fiscal Year Annual Research Report

糖質分解酵素の新しい反応機構の確立とその応用

Research Project

Project/Area Number 22658032
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)

Keywords反応機構 / 糖質分解酵素 / 反応中間体
Research Abstract

糖質の加水分解酵素について2つの反応機構[オキソカルベニウムイオン中間体(OCと略)と共有結合中間体(CBと略)]が知られているが、最近は後者が圧倒的に支持されている。閻題は、後者の機構が有機化学的理論に合致しないことである。本研究の目的は、オキソカルベニウムイオン中間体を経由する反応機構の実証である。糖質分解酵素はオリゴ糖を工業生産する重要な作用を示す。新機構により新たな応用研究を発想したが、その可能性を探ることも目的の1つである。計画は順調に進行しており、本年度の成果を述べる。
アンハイドロ-フラクトース(AH-F)の生成:1)AH-F生成の確認:昨年度に精製したグルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼおよびβ-グルコシダーゼなどに対し、AH-F生成を確認実験した。これはOCの証拠である。第二次アイソトープ効果の測定:2)酵素反応における本効果の測定:昨年度に調製した重水素基質と軽水素基質に各酵素を作用させ、第二次アイソトープ効果を測定した。k_0/K_mの比は1.1を上回り、OCが支持された。触媒残基変異酵素が行うAH-F生成:3)触媒残基の変異酵素によるAH-F生成:1)項でAH-F生成が確認された酵素について、触媒残基の置換酵素を作製し、合成したフッ素基質に置換酵素を作用させ、AH-F生成を確かめた。AH-Fを用いたオリゴ糖合成:4)オリゴ糖合成反応:AH-Fと単糖を用いたオリゴ糖合成反応条件(AH-Fの濃度、単糖の種類と濃度、酵素量など)を検討し、オリゴ糖大量合成・単離を行い、構造を決定した。5)収率100%の合成反応:3)項で作製した触媒アミノ酸の変異酵素を用いて4)項の合成反応を行い、オリゴ糖合成収率を測定した。約90%の値を得た。

  • Research Products

    (31 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (24 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of dextranase from Streptococcus mutans2011

    • Author(s)
      Suzuki N, Kim YM, Fujimoto Z, Momma M, Kang HK, Funane K, Okuyama M, Mori H, Kimura A
    • Journal Title

      Acta Crystallogr F

      Volume: F67 Pages: 1542-1544

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel quantitative method for the degree of branching in dextran2011

    • Author(s)
      Kim YM
    • Journal Title

      Food Sci Biotechnol

      Volume: 20 Pages: 537-541

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bioengineered glucansucrase of Leuconostoc mesenteroides for preferred oligosacc haride synthesis using sucrose2011

    • Author(s)
      Kang HK
    • Journal Title

      J Agric Food Chem

      Volume: 59 Pages: 4148-4155

    • DOI

      10.1021/jf104629g

    • 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: 91 Pages: 329-339

    • DOI

      doi:10.1007/s00253-011-3201-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular analysis of cycloisomaltooligosaccharide glucanotransferase and discovery of novel biosynthetic pathway of cycloisomaltooligosaccharide in Bacillus circulams T-30402011

    • Author(s)
      Funane K
    • Journal Title

      Bull Appl Glycosci

      Volume: 1 Pages: 179-185

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calcium ion-dependent increase in thermostability of dextran glucosidase from Streptococcus mutans2011

    • Author(s)
      Kobayashi M
    • Journal Title

      Biosci Biotechnol Biochem

      Volume: 75 Pages: 1557-1563

    • DOI

      doi:10.1271/bbb.110256

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Streptococcus mutans由来デキストラナーゼの結晶構造に基づく触媒機構の解明2012

    • Author(s)
      鈴木喜大
    • Organizer
      第29回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば市)
    • Year and Date
      20120315-20120316
  • [Presentation] 摂取するイソマルト糖の重合度はデキストラン硫酸ナトリウムによる大腸炎症状に影響する2012

    • Author(s)
      岩谷一史
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-24
  • [Presentation] 直鎖イソマルトメガロ糖はラット小腸におけるケルセチン配糖体吸収を促進する2012

    • Author(s)
      篠木亜季
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-24
  • [Presentation] Streptococcus mutans由来デキストラナーゼのX線結晶構造解析2012

    • Author(s)
      鈴木喜大
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [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の活性向上と生成物サイズ特異性の制御2012

    • Author(s)
      鈴木龍一郎
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] デキストラナーゼに見出された『プロ酵素を介する活性化現象』の分子機構2012

    • Author(s)
      キムヨンミン
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] Functional implication of amino acid residues in conserved region II of European honeybee α-glucosidase on substrate specificity, transglucosylation and substrate inhibition2012

    • Author(s)
      Lukana Ngiwsara
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] Bacteroides thetaiotaomicron由来α-galactosidaseの求核残基変異酵素が触媒する糖転移反応の解析2012

    • Author(s)
      渡辺健一
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都市)
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] Dietary influence of linear α-1,6-polysaccharides on several parameters under experimental colitis depends on degree of the polymerization2011

    • Author(s)
      Hitoshi Iwaya
    • Organizer
      International Society for Nutraceuticals and Functional Foods
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(札幌市)
    • Year and Date
      20111114-20111117
  • [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 Congress Centre (Naples, Italy)
    • Year and Date
      20110703-20110707
  • [Presentation] Enhancement of GH66 dextranase activity by truncation of N- and C-terminal variable regions, suggesting proenzyme-like activation2011

    • Author(s)
      Mori H
    • Organizer
      9th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • Place of Presentation
      Calouste Gulbenkian Foundation (Lisbon, Portugal)
    • Year and Date
      20110516-20110518
  • [Presentation] Structural element determining the diverse specificities for chain-length of substrate in glycoside hydrolase family 31 α-glucosidases2011

    • Author(s)
      Tagami T
    • Organizer
      9th Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • Place of Presentation
      Calouste Gulbenkian Foundation (Lisbon, Portugal)
    • Year and Date
      20110516-20110518
  • [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の合目的変異導入による生成物特異性の制御2011

    • Author(s)
      鈴木龍一郎
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [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のβ→αループ2はCI-8の優先的生成に寄与する2011

    • Author(s)
      齊藤みどり
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] Isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltransferaseサブサイト+1変異酵素の機能解析2011

    • Author(s)
      青山泰
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] アノマー反転型トレハラーゼ変異体により合成された新規非還元二糖の構造2011

    • Author(s)
      平内亨
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] Production and investigation of recombinant α-glucosidase from Podospora anserina2011

    • Author(s)
      Kyung-Mo Song
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] GH family 31に属するAspergillus niger由来のα-glucosidaseの鎖長特異性の改変2011

    • Author(s)
      田上貴祥
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] Dextran glucosidase (DexB)ウォータパス改変体の構造と機能2011

    • Author(s)
      小林桃子
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会(第60回)
    • Place of Presentation
      北大(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] イソマルトメガロ糖とその生産酵素2011

    • Author(s)
      木村淳夫
    • Organizer
      メガロ糖・第2回シンポジウム「メガロ糖の製造と機能性ナノ材料:イソマルト型の新展開」
    • Place of Presentation
      帯畜大(帯広市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] Molecular anatomy of α-1,6-glucoside(s)-forming and -hydrolyzing enzymes, comprising megalosaccharide-producing enzymes2011

    • Author(s)
      Young-Min Kim
    • Organizer
      2011 CAB Agricultural Biotechnology Symposium on "Agricultural Biomaterials for Next Generation"
    • Place of Presentation
      ソウル大学(ソウル市、韓国)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-25
  • [Presentation] Bacillus circulans T-3040由来サイクロデキストラン合成酵素と環状イソマルトオリゴ糖との複合体のX線結晶構造解析2011

    • Author(s)
      鈴木喜大
    • Organizer
      第28回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば市)
    • Year and Date
      2011-07-12
  • [Presentation] Molecular mechanism of novel enzymes degrading and forming α-1,6-glucosidic linkages, including megalosaccharide production2011

    • Author(s)
      Kim YM
    • Organizer
      The 78th Annual Meeting and International Symposium in 2011 Annual Meeting of Korean Society of Food Science and Technology (KoSFoST)
    • Place of Presentation
      Daegu Exhibition Convention Center(大邱広域市、韓国)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-09
  • [Presentation] GH family 31における基質の鎖長認識機構の解明2010

    • Author(s)
      田上貴祥
    • Organizer
      日本農芸化学会北海道支部夏季シンポジウム
    • Place of Presentation
      とかちプラザ(帯広市)
    • Year and Date
      2010-08-06
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2013-06-26  

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