2013 Fiscal Year Annual Research Report
多糖合成酵素に関する新しい分子反応機構の構築と応用研究
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24658089
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 淳夫 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90186312)
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| Keywords | 多糖 / ドメイン / 合成 |
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| Research Abstract |
多糖の合成酵素が示す反応を「転移作用（初発反応）と伸長作用」に分け、１）分子解析を行い、かつ、２）合成される多糖の構造をコントロールするが目的である。合成酵素を研究する世界中の科学者は、触媒反応に「伸長」を加える理論を持っていない現状がある。 我々は、オリゴ糖から多糖を合成する酵素（多糖合成酵素）のドメイン削除体を構築した。削除体はnative酵素と同一の転移能を示したが、伸長反応が大巾に低下した。さらに中型のオリゴ糖を合成する新規酵素（中型オリゴ糖合成酵素）のアミノ酸置換体に長鎖生成物を産する現象を見出した。この２つの事例は、合成反応を転移と伸長に区別でき、別個の構造因子により両作用の制御が可能であることを示唆する。両酵素を実験対象に、反応の分子機構究明と分子サイズ（物性）の異なる多糖の構築・提供を行う。
（１）酵素結晶化による立体構造解析：昨年度から立体構造解析を意図した酵素結晶の調製を行ってきた。中型オリゴ糖合成酵素は幸運にもX線構造解析が可能な結晶が得られたが、多糖合成酵素の場合は困難であった。従って、前者は当該構造を用いて以下の解析を行い、多糖合成酵素は相同酵素を用いることにした。
（２）中型オリゴ糖合成酵素の分子解析：活性部位付近のループに変異を導入したところ、オリゴ糖合成に変化が生じた。従って、当該構造因子が本酵素の中型オリゴ糖合成に重要であることが示された。さらに長鎖オリゴ糖の生成を制御できるアミノ酸を見出した。
（３）多糖合成酵素を用いた削除体実験：昨年度、N末端削除は活性を低下させることを見出したので、C末端の削除体に着目し実験を進めた。得られたC末端削除体は「長鎖生成物を生産する現象」を示した。さらなる解析から構造因子が活性ドメインの近傍に存在している可能性を得た。
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[Journal Article] A novel mechanism for promotion of quercetin glycoside absorption by megalo α-1,6-glucosaccharide in the rat small intestine.2013
Author(s)
Shinoki A, Lang W, Thawornkuno C, Kang HK, Kumagai Y, Okuyama M, Mori H, Kimura A, Ishizuka S, Hara H
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Journal Title
Food Chem
Volume: 136
Pages: 293-296
DOI
Peer Reviewed
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