有用オリゴ糖合成酵素の構造機能解析

• Project/Area Number: 05J00182
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: National Agricultural Research Organization (2006-2007); National Food Research Institute (2005)
• Principal Investigator: 日高 將文 National Agricultural Research Organization, 食品総合研究所食品バイオテクノロジー研究領域酵素研究ユニット, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: X線結晶構造解析 / 加リン酸分解酵素 / 糖質関連酵素 / 構造機能相関

Research Abstract

本研究は糖鎖の伸長・分解を触媒する糖質関連酵素についてX線結晶構造解析により反応機構・基質特異性の構造基盤を獲得し、タンパク質工学的手法を用いた有用オリゴ糖合成への応用を目的としている。
ビフィズス菌はラクト-N-ビオース(Ga1-β1,3-GlcNAc)を資化するユニークな代謝経路を持つが、その資化能は加リン酸分解酵素(LNBP)のラクト-N-ビオース分解能に由来する。Bifidobacterium longumのLNBPについて構造解析を行い、基質との複合体構造解析およびドッキングシミュレーションにより反応機構を決定した。LNBPの立体構造は糖質加水分解酵素と類縁の構造を有し、その加リン酸分解は加水分解と類似の機構で進行することが分かった。一方既知の加水分解酵素には見られない特徴として、基質の結合状態によって大きく構造を変化させることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Alternative strategy for converting an inverting glycoside hydrolase into a glycosynthase. (2008)
  • Author(s): Y. Honda, S. Fushinobu, M. Hidaka, T. Wakagi, H. Shoun, H. Taniguchi, M. Kitaoka
  • Journal Title: Glycobiology 18・4 Pages: 325-330
• [Journal Article] New structural insights on carbohydrate-active enzymes (2007)
  • Author(s): S. Fushinobu, M. Hidaka, A. Miyanaga and H. Imamura
  • Journal Title: J. Appl. Glycosci. 54・2 Pages: 95-102
• [Journal Article] Structural dissection of the reaction mechanism of cellobiose phosphorylase (2006)
  • Author(s): M.Hidaka, M.Kitaoka, K.Hayashi, T.Wakagi, H.Shoun, S.Fushinobu
  • Journal Title: Biochemical Journal 398・1 Pages: 37-43
• [Journal Article] Reaction Mechanism and Substrate Recognition of GH-94 Phosphorolytic Enzymes (2005)
  • Author(s): Hidaka, M., Honda, Y., Kitaoka, M., Nirasawa, S., Hayashi, K., Wakagi, T., Shoun, H., Fushinobu, S.
  • Journal Title: The Japanese Society of Applied Glycoscience 52・2 Pages: 191-196
• [Journal Article] Computational analyses of the conformational itinerary along the reaction pathway of GH94 cellobiose phosphorylase
  • Author(s): S. Fushinobu, B. Mertz, A. D. Hill, M. Hidaka, M, Kitaoka, and P. J. Reilly
  • Journal Title: Carbohydr. Res. (In press)