腸内細菌に特徴的なATP消費抑制型N-グリカン代謝経路の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26440022
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 仁平 高則 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (80615469)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: N-グリカン / 酵素 / 代謝

Outline of Annual Research Achievements

腸内細菌Bacteroides thetaiotaomicronがもつ糖質加リン酸分解酵素（ホスホリラーゼ）が関与するATP消費抑制型N-グリカン代謝機構の全貌を明らかにするため，鍵酵素β-1,4-マンノシル-N-アセチル-D-グルコサミンホスホリラーゼ（BT1033）のX線結晶構造解析を試みた。初年度においては構造決定に至らなかったため27年度では腸内細菌由来の酵素に加え他微生物由来の酵素についても併せて機能解析，結晶化および構造解析を遂行した。
また，ホスホリラーゼ遺伝子と同一遺伝子クラスター上に存在する機能未知タンパク質BT1037をコードする遺伝子をクローニングし，大腸菌を用いた組換えタンパク質の異種宿主大量発現系を構築後，タンパク質発現，精製および活性確認を行なった。精製タンパク質を様々な構造を有する各種N-グリカンに作用させHPLC分析を行なったが，加リン酸分解および加水分解反応は認められず，現在のところ機能同定には至っていない。

Current Status of Research Progress

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

Reason

β-1,4-マンノシル-N-アセチル-D-グルコサミンホスホリラーゼの結晶構造解析においては，他微生物由来の酵素についても機能解析および構造解析を進めることで，結晶化が困難であった腸内細菌由来の酵素の機能・構造解析を補完するデータを蓄積できた。結果的に腸内細菌由来の酵素の結晶化および構造解析が順調に進行するに至っており，現在鋭意解析中である。機能未知タンパク質の機能同定については，当初からその難易度は想定されており，種々のN-グリカンに対する非反応性ではあるがデータの蓄積が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度における種々検討によって順調に進行し始めた構造解析を鋭意進め，機能と構造の相関について考察を深める。また同一遺伝子クラスター上に存在する機能未知タンパク質遺伝子および糖結合タンパク質ホモログ遺伝子がコードするタンパク質の機能同定を引き続き行なう。

Causes of Carryover

平成28年3月に使用した額が大学の平成27年度の会計システムに反映されなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

既に平成28年3月に差額3262円を消化し，残額を0円とした。