| 研究概要 |
本重点領域研究においては,好アルカリ性バシラス属細菌41M-1株が生産する新規キシラナーゼの遺伝子クローニングとタンパク質工学による機能ドメイン分離を行ってきた.これまでに,本酵素の触媒ドメインはN末端側に位置しており,そのC末端側には機能未知領域が連結していることが明らかにされている.また,C末端領域を欠失させた変異型酵素(△JC)の性質検討から,本酵素のC末端機能未知領域は触媒活性発現に必須ではないことが示されている.一方,触媒ドメインにアミノ酸置換を導入した変異型酵素の性質検討から,本酵素の触媒残基および基質結合残基に関する情報も得られている.平成9年度は,本酵素のC末端領域機能の完全解明と,アルカリ性適応に関与するアミノ酸残基の特定を試みた.
41M-1株キシラナーゼのC末端領域をグルタチオンS-トランスフェラーゼに融合したキメラタンパク質GST-JClを調製した.GST-JClは不溶性キシランへの結合能を有していたことから,本酵素のC末端領域はキシラン結合ドメインであると結論した.野生型酵素および△JCを用いて不溶性キシランの加水分解を行ったところ,野生型酵素は△JCよりも数倍高い活性を示した.これより,本酵素のキシラン結合ドメインは,不溶性キシランに結合することにより,連結している触媒ドメインによる加水分解反応を促進する機能があると考えられた.
41M-1株キシラナーゼの触媒ドメインにアミノ酸置換を導入した各種変異型酵素を調整し,その性質を詳細に調べた.その結果,D20→NあるいはW144→Fという置換により,本酵素の反応の至適がpH9.0からpH6.0へとシフトすることが見出された.これより,D20およびW144は,本酵素の好アルカリ性に密接に関与していることが推察された.
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