• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

結晶構造解析と蛋白質工学による好アルカリ性アミラーゼ系酵素の活性発現機構の解明

Research Project

Project/Area Number 04J12015
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

金井 隆太  独立行政法人産業技術総合研究所, 生物情報解析研究センター, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsα-アミラーゼ / 結晶構造解析 / 好アルカリ性 / 酵素反応(コウソハンノウ) / 基質結合(キシツケツゴウ) / 触媒残基(ショクバイザンキ) / 酵素反応 / 基質結合 / 触媒残基
Research Abstract

広範囲なpH領域(5.5-11)で活性を示すシクロデキストリン合成酵素(CGTase)について、pH依存性の変化を示す変異型酵素R227Q-,K232Q-,H327N-,D371N-,R375Q-CGTaseの単独構造、阻害剤アカボース複合体の結晶構造をそれぞれ決定した。このうち、R227Q-,H327N-CGTaseでは、触媒残基側鎖の配向が変化しており、本酵素においてArg227,His327は触媒残基構造を形成することに直接関わり、その構造が広範囲なpH領域での活性維持に重要であることが推定された。そのほかの変異型酵素では触媒残基自体の構造は野生型に比べて変化していなかったことから、Lys232,Asp371,Arg375は触媒残基の構造形成に関わっていないが、静電的に触媒残基のプロトンの解離/結合状態に影響している、と考えられた。
好アルカリ性マルトヘキサオース(G6)生成アミラーゼについて、そのG6複合体とG5複合体の結晶構造を決定した。その結果、G6は結合部位サブサイト-7から-2に結合し、G5はサブサイト-6から-2に結合していることが明らかになった。このことは本酵素が他のα-アミラーゼと異なり、そのような非生産的結合によってG6分解が抑制されていることを示唆している。特にサブサイト-6から-4のLys72,Trp140,Asp166が非生産的結合に重要であると推定された。そこで、Trp140をロイシン、チロシンに置換してそれぞれ活性測定を行ったところ、ロイシン変異はマルトヘキサオース生成が大きく減少し、チロシン変異でも、マルトヘキサオース生成が大きく減少し、マルトペンタオース生成が上昇していた。このことは特定のサブサイトでの芳香族アミノ酸のスタック相互作用によって、生成物がコントロールされていることを示している。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2006 2004

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Nontoxic crystal protein from Bacillus thuringiensis demonstrates a remarkable structural similarity to beta-pore forming toxins.2006

    • Author(s)
      Akiba, K., Kanai, R., Harata, K.
    • Journal Title

      Proteins 63(1)

      Pages: 243-248

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Role of Trp140 at subsite -6 on the maltohexaose production of maltohexaose-producing amylase from alkalophilic Bacillus sp.7072006

    • Author(s)
      Kanai, R., Haga, K., Akiba, T., Yamane, K., Harata, K.
    • Journal Title

      Protein Science 15(3)

      Pages: 468-477

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Biochemical and crystallographic analyses of maltohexaose-producing amylase from alkalophilic Bacillus sp. 7072004

    • Author(s)
      金井隆太
    • Journal Title

      Biochemistry 43・44

      Pages: 14047-14056

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi