2014 Fiscal Year Annual Research Report
糖質酵素が示す糖転移反応を支配する新規な構造因子の分子機構の究明と応用
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26292049
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 正幸 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (00344490)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 糖質酵素 / 糖転移反応 / 構造因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖質酵素が示すオリゴ糖の合成反応を支配・向上できる新現象（以下の４項目）を見出した。本研究の目的は、これらの現象を解析し、糖転移反応の分子機構を知り、応用研究に結びつけることにある。研究は順調に進行している。
１. α-1,3-グルコシド転移酵素：本酵素遺伝子の異種宿主発現に成功した。精製組換え酵素を用いた結晶化条件を現在検討中である。一方、本酵素の触媒残基は類縁酵素の構造情報から実験的に決定した。
２. 触媒残基の変異酵素：α-グルコシダーゼ（AGと略）の酸塩基触媒残基の置換酵素が転移効率を増加させたので、変異酵素を調製した（アミド型アミノ酸への置換（変異体A）および水酸基を有する小さな残基への置換（変異体B））。両置換体の加水分解活性は大きく低下した。 転移反応に最適な供与体はフッ素基質であり、これを有機合成した。本供与体を用いて転移反応を調べた結果、初速度は変異体Aが高く、長時間反応による転移糖生成は変異体Bが大きいことが判明した。今後は、変異体Bを用いて解析を行い本現象の機構を究明する。
３. 触媒水の供給機構：AGの触媒水の供給孔を構築する２つのアミノ酸（塩基性と疎水性の残基）の変異で細孔の遮断を目的とした。まず、前者の変異酵素を作製し、触媒能力（加水分解力や転移能）の変化を観察した。触媒水供給の低下・停止による触媒能力変化に起因すると考えられたので、立体構造解析による細孔遮断を確認中である。
４. 多糖合成酵素のC末端削除体：多糖合成酵素のC末端領域の削除体に長鎖オリゴの合成増加と多糖合成の低下が認められたので、本機能を支配する構造因子の決定を目的とした。C末端から約400残基を徐々に削除した幾つかの変異酵素を作製した。それぞれの長鎖オリゴ糖や多糖の合成活性を測定し、構造因子が存在する領域の推定に成功した。次年度以降は、当該領域にある構造因子の決定作業を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度ではあるが、４項目の各課題が順調に進められた。特に、触媒残基の変異酵素における転移機能の究明、触媒水供給孔の変異による触媒能力の変化、多糖合成酵素の生成物特異性に関わる領域の推定、などは当初計画を上回る優れた成果と判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に変更はない。すなわち、平成２６年度（初年度）において立案した計画に従って研究を進め、４酵素が示すユニークな転移機能の分子機構を解析する。
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[Presentation] Molecular anatomy of novel megalosaccharide-producing enzymes2014
Author(s)
Yuya Kumagai, Juri Sadahiro, Weeranuch Lang, Young-Min Kim, Michiyo Kanegae, Masayuki Okuyama, Haruhide Mori, Kazumi Funane, Zui Fujimoto, Satoshi Ishizuka, Hiroshi Hara, Doman Kim, Atsuo Kimura
Organizer
2014 International Symposium on Biodiversity Conservation for Food Security and Rural Development
Place of Presentation
Kunming (China)
Year and Date
2014-07-13 – 2014-07-19
Invited
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