オリゴ糖・多糖・配糖体の酵素合成の分子基盤的研究

• 研究課題/領域番号: 15H04484
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 森 春英 北海道大学, 農学研究院, 教授 (80241363)
• 研究分担者: 佐分利 亘 北海道大学, 農学研究院, 助教 (00598089)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2015年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 糖質合成 / 酵素利用 / 糖ヌクレオチド / 糖転移酵素 / 酵素

研究成果の概要

糖質は，構成単糖と結合様式と重合度によって顕著な多様性を持つ分子群である．有用化合物が多数存在すると予想されるが，機能性の解析には潤沢な化合物が必要であり，効率的な大量合成系確立が必須である．本研究では，天然に豊富に存在する糖質からの転換として，合成酵素と転移酵素を利用した高度な糖質合成系確立を実施した．合成酵素利用では，ショ糖を出発物質として合成酵素の基質（UDP-Glcなどの糖ヌクレオチド）を供給するワンポット反応により二糖の合成系を確立した．新規転移酵素はマルトオリゴ糖に作用し，グルコース単位での転移反応を触媒する酵素群を見いだした．

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of acceptor selectivity of Lactococcus lactis ssp. lactis trehalose 6-phosphate phosphorylase in the reverse phosphorolysis and synthesis of a new sugar phosphate (2017)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Yodai、Saburi Wataru、Imai Ryozo、Mori Haruhide
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 81 号: 8 ページ: 1512-1519
  • DOI: 10.1080/09168451.2017.1329620
  • NAID: 120006491496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of mutation of Asn694 in Aspergillus niger α-glucosidase on hydrolysis and transglucosylation (2017)
  • 著者名/発表者名: Ma Min、Okuyama Masayuki、Sato Megumi、Tagami Takayoshi、Klahan Patcharapa、Kumagai Yuya、Mori Haruhide、Kimura Atsuo
  • 雑誌名: Applied Microbiology and Biotechnology 巻: 101 号: 16 ページ: 6399-6408
  • DOI: 10.1007/s00253-017-8402-6
  • NAID: 120006491499
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] α-Glucosidases and α-1,4-glucan lyases: structures, functions, and physiological actions (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Okuyama, Wataru Saburi, Haruhide Mori, Atsuo Kimura
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 巻: 73 号: 14 ページ: 2727-2751
  • DOI: 10.1007/s00018-016-2247-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Purification and characterization of a chloride ion-dependent α-glucosidase from the midgut gland of Japanese scallop (Patinopecten yessoensis) (2016)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Okuyama M, Iizuka T, Nakai H, Saburi W, Fukukawa T, Maneesan J, Tagami T, Naraoka T, Mori H & Kimura A
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 80 号: 3 ページ: 479-485
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1116926
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural insights into the difference in substrate recognition of two mannoside phosphorylases from two GH130 subfamilies (2016)
  • 著者名/発表者名: Ye, Y., Saburi, W., Odaka, R., Kato, K., Sakurai, N., Komoda, K., Nishimoto, M., Kitaoka, M., Mori, H., and Yao, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 590 号: 6 ページ: 828-837
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of the α-glucosidase HaG provides new insights into substrate specificity and catalytic mechanism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shen X, Saburi W, Gai Z, Kato K, Ojima-Kato T, Yu J, Komoda K, Kido Y, Matsui H, Mori H, Yao M
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 巻: 71 号: 6 ページ: 1382-1391
  • DOI: 10.1107/s139900471500721x
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Thermoanaerobacter siderophilus由来TsGH15Aの各種基質に対する糖転移反応の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹田 夏美，三島 英莉，佐分利 亘，貞廣 樹里，木村 淳夫，森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] Thermoanaerobacter siderophilus由来のGH15ドメイン保有酵素が示す糖転移反応の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三島 英莉，竹田 夏美，佐分利 亘，貞廣 樹里，木村 淳夫，森 春英
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成29年度大会
• [学会発表] Function and strucutre of α-glucosidase BspAG13A from a soil bacterium, Bacillus sp. SW22 (2017)
  • 著者名/発表者名: Waraporn Auiewiriyanukul, Wataru Saburi, Koji Kato, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成29年度大会
• [学会発表] Characterization of α-(1→4)-linkage-specific GH13_31 α-glucosidase from Bacillus sp. SW22 (BspAG13A) with high transglucosylation activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Auiewiriyanukul, W., Saburi, W., and Mori, H.
  • 学会等名: 6th Symopsium on the Alpha-Amylase Family
  • 発表場所: Smolenice Castle(スモレニッツ・スロバキア）
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Structure element to regulate transglucosidation specificity of Aspergillus niger α-glucosidase (2016)
  • 著者名/発表者名: Min Ma, Masayuki Okuyama, Megumi Sato, Takayoshi Tagami, Haruhide Mori and Atsuo Kimura
  • 学会等名: 6th Symopsium on the Alpha-Amylase Family
  • 発表場所: Smolenice Castle(スモレニッツ・スロバキア）
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of GH13_31 α-glucosidase BspAG13A from a soil isolate Bacillus sp. sw22 (2016)
  • 著者名/発表者名: Auiewiriyanukul, W., Saburi, W., and Mori, H.
  • 学会等名: International Conference on Agricultural Biodiversity and Sustainability 2016
  • 発表場所: 北海道大学農学部（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient production of glycosides of natural compounds through transglucosylation of Aspergillus niger α-glucosidase in the presence of organic solvents (2016)
  • 著者名/発表者名: Chen, Y., Saburi, W., and Mori, H.
  • 学会等名: International Conference on Agricultural Biodiversity and Sustainability 2016
  • 発表場所: 北海道大学農学部（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] Enzymatic synthesis of trehalose 6-phosphate from maltose (2016)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, Y., Saburi, W., Imai, R., and Mori, H.
  • 学会等名: International Conference on Agricultural Biodiversity and Sustainability 2016
  • 発表場所: 北海道大学農学部（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] マルトースを出発物質とするトレハロース６-リン酸の酵素合成法の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田口 陽大、佐分利 亘、今井 亮三、森 春英
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] Gluconobacter oxydans由来の菌体外酵素dextran dextrinaseは自らの生成物デキストランによって細胞表層から遊離する． (2016)
  • 著者名/発表者名: 貞廣 樹里、森 春英、佐分利 亘、奥山 正幸、木村 淳夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] Isomaltooligosaccharide 6-α-glucosyltransferaseの構造と触媒部位の機能性アミノ酸残基の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川田 恭平，藤本 瑞，鐘ヶ江 倫世，西村 崇志，奥山 正幸，森 春英，木村 淳夫
  • 学会等名: 日本応用糖質科学会平成27年度大会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Enzymatic synthesis of functional linear isomaltomegalosaccharide by Gluconobacter oxydans dextran dextrinase (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Kumaga, Weeranuch Lang, Juri Sadahiro, Masayuki Okuyama, Haruhide Mori, and Atsuo Kimura
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioengineering Meeting
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Biochemical characterization of a novel aldose-ketose isomerase, mannose isormerase from Marinomonas mediterranea (2015)
  • 著者名/発表者名: Nongluck Jaito, Wataru Saburi, Yuka Tanaka, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioengineering Meeting
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular basis for the epimerization of oligosaccharides by cellobiose 2-epimerase (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Saburi, Takaaki Fujiwara, Nongluck Jaito, Hirohiko Muto, Hirokazu Matsui, Min Yao, and Haruhide Mori
  • 学会等名: 11th Carbohydrate Bioengineering Meeting
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会