ファミリー131に属する機能未知酵素がバイオマス分解に果たす役割の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26660277
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 殿塚 隆史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50285194)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: バイオマス / 担子菌 / 糖質加水分解酵素

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、担子菌Coprinopsis cinerea由来の糖質分解酵素ファミリー131に属する機能未知酵素であるCcGH131AおよびCcGH131B、および関連タンパク質の構造と性質の解析を行うことを目的とする。平成27年度は以下の研究を行った。
1) 酵母におけるCcGH131A全長の発現系構築および立体構造解析：酵母Pichia pastorisを宿主として糖結合モジュールを含んだCcGH131A全長の発現系を構築した。本タンパク質の結晶化を行い、立体構造を決定した。しかしながら、結晶中において糖結合モジュールに相当している部分が欠失していることが判明した。また、糖鎖は29番目のアスパラギン残基に結合しており、触媒部位と考えられるクレフトとは反対側に位置していることが分かった。
2) CcGH131A触媒ドメインとリガンドとの結晶構造解析の試み：大腸菌で発現させたCcGH131A触媒ドメインの結晶化を行い、さまざまな糖を含んだ溶液に結晶をソーキングさせ、Ｘ線回折強度データを行った。その結果低分解能ではあるものの、キシロースを含んだ溶液へのソーキングにおいて、41番目のトリプトファン残基にキシロースと考えられる電子密度が存在することが分かった。
3) CcGH131Bおよび関連タンパク質の結晶化と立体構造解析：CcGH131Bの結晶化を行い、Ｘ線回折強度データを収集することができた。さらに、立体構造を決定することに成功した。また、前年度に引き続き、関連する糖質分解酵素の立体構造の決定を行った。
4) 蛍光光度計によるCcGH131Bと多糖との相互作用の解析：励起280 nm、蛍光330 nmの条件で、多糖を滴定することにより蛍光強度の変化を測定した。その結果、CcGH131Aと同様、キシランに対して大きな蛍光強度の変化を示すことが分かった。

Research Products

• [Journal Article] A surface loop in the N-terminal domain of Pedobacter heparinus heparin lyase II is important for activity (2016)
  • Author(s): Mori, M., Ichikawa, M., Kiguchi, Y., Miyazaki, T., Hattori, M., Nishikawa, A. and Tonozuka, T.
  • Journal Title: J. Appl. Glycosci. Volume: 63 Pages: 7-11
  • DOI: 10.5458/jag.jag.JAG-2015_019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A glycoside hydrolase family 31 dextranase with high transglucosylation activity from Flavobacterium johnsoniae (2016)
  • Author(s): Gozu, Y., Ishizaki, Y., Hosoyama, Y., Miyazaki, T., Nishikawa, A. and Tonozuka, T.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1182852
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural and biochemical characterization of novel bacterial α-galactosidases belonging to glycoside hydrolase family 31 (2015)
  • Author(s): Miyazaki, T., Ishizaki, Y., Ichikawa, M., Nishikawa, A. and Tonozuka, T.
  • Journal Title: Biochem. J. Volume: 469 Pages: 145-158
  • DOI: 10.1042/BJ20150261
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Crystal structure and mutational analysis of isomalto-dextranase, a member of glycoside hydrolase family 27 (2015)
  • Author(s): Okazawa, Y., Miyazaki, T., Yokoi, G., Ishizaki, Y., Nishikawa, A. and Tonozuka, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 290 Pages: 26339-26349
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.680942
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 担子菌Coprinopsis cinerea由来タンパク質CcGH131BのＸ線結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 奥山舜朔、林昌宏、砂川直輝、石田卓也、五十嵐圭日子、吉田誠、西河淳、殿塚隆史
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市白石区）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 担子菌Coprinopsis cinerea由来機能未知タンパク質CcGH131Aの結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 林昌宏、奥山舜朔、田中祐太郎、田村瑞、砂川直輝、石田卓也、梅澤究、吉田誠、五十嵐圭日子、西河淳、殿塚隆史
  • Organizer: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2016-03-15