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D-プシコース生産用新規希少糖生産酵素のX線結晶構造解析および安定化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07271
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関香川大学

研究代表者

吉田 裕美  香川大学, 総合生命科学研究センター, 准教授 (10313305)

研究分担者 神鳥 成弘  香川大学, 総合生命科学研究センター, 教授 (00262246)
吉原 明秀  香川大学, 国際希少糖研究教育機構, 准教授 (40548765)
研究協力者 何森 健  
秋光 和也  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードX線結晶解析 / 希少糖 / 糖異性化酵素 / D-アルロース / D-アルロース 3-エピメラーゼ / L-リブロース 3-エピメラーゼ / Arthrobacter globiformis / ヘキソキナーゼ / X線結晶構造解析 / 単糖異性化酵素 / D-アルロース 3-エピメラーゼ / D-アルロース(D-プシコース) / X線結晶構造解析 / 酵素・基質複合体 / D-allulose / D-allose / D-タガトース 3-エピメラーゼ / 触媒反応機構 / 微小重力環境タンパク質結晶化
研究成果の概要

D-アルロース(D-プシコース)の生産に有用な新規希少糖生産酵素として報告されたArthrobacter globiformis由来D-アルロース 3-エピメラーゼ(AgDAE)の構造を決定した。AgDAEの全体構造はL-リブロース3-エピメラーゼ(L-RE)の構造と良く似ており、L-リブロースに対して最大活性を示すことがわかったことから、AgDAEは、L-REファミリーに属する酵素と考えられた。安定性の高いAgDAEの特性は、各サブユニットのC末端側のα-ヘリックスが長く、四量体構造が剛直で安定になることにあった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新規希少糖生産酵素として報告されたArthrobacter globiformis由来D-アルロース 3-エピメラーゼ(AgDAE)は、既報のD-アルロース 3-エピメラーゼ(D-AE)と類似構造を示したが、これまでに報告されていたL-リブロース3-エピメラーゼ(L-RE)とよりよく似ていた。各サブユニットのC末端側のα-ヘリックスが長く、四量体構造の安定化に寄与していた。AgDAE はL-リブロースに対して最大活性を示すこともわかったが、既報のL-REとは異なりD-アルロースに対する活性が高く、D-アルロース生産に有用なL-REファミリーに属するユニークな特性を示す酵素であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] X-ray structure of Arthrobacter globiformis M30 ketose 3-epimerase for the production of D-allulose from D-fructose2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Hiromi、Yoshihara Akihide、Gullapalli Pushpa Kiran、Ohtani Kouhei、Akimitsu Kazuya、Izumori Ken、Kamitori Shigehiro
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 74 号: 10 ページ: 669-676

    • DOI

      10.1107/s2053230x18011706

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray structures of the Pseudomonas cichorii D-tagatose 3-epimerase mutant form C66S recognizing deoxy sugars as substrates.2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshida H., Yoshihara A., Ishii T., Izumori K., Kamitori S.
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol.

      巻: 100 号: 24 ページ: 10403-10415

    • DOI

      10.1007/s00253-016-7673-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Methylomonas sp.由来D-アルロース3-エピメラーゼの発現と構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉田裕美,吉原明秀, 加藤志郎,望月 進,秋光和也,何森健,神鳥成弘
    • 学会等名
      2019年度農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] X-ray structure of Arthrobacter globiformis M30 ketose 3-epimerase which is useful for D-allulose production2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yoshida, Akihide Yoshihara, Pushpa Kiran Gullapalli, Kouhei Ohtani, Kazuya Akimitsu, Ken Izumori and Shigehiro Kamitori
    • 学会等名
      The 43rd FEBS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 希少糖 D-allose を基質とするイネ由来ヘキソキナーゼ6のX線結晶解析, X-ray structure analysis of Oryza sativa hexokinase 6 which recognizes D-allose as substrate2018

    • 著者名/発表者名
      吉田裕美,松平一志,望月 進,何森健,秋光和也,神鳥成弘
    • 学会等名
      2018年度農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 希少糖生産酵素Arthrobacter属由来 D-アルロース 3-エピメラーゼの基質複合体構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉田裕美、吉原明秀、Pushpa Kiran Gullapalli、大谷耕平、秋光和也、何森健、神鳥成弘
    • 学会等名
      2017年度農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 希少糖D-alloseに作用するイネ由来ヘキソキナーゼ6のX線結晶構造解析, Crystal structure of Oryza sative hexokinase 6 which shows enzymatic activity for D-allose2017

    • 著者名/発表者名
      吉田裕美,松平一志,望月 進,何森健,秋光和也,神鳥成弘
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystal structure of L-rhamnose isomerase from Arthrobacter globiformis2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yoshida, Akihide Yoshihara, Pushpa kiran Gullapalli, Kouhei Ohtani, Kazuya Akimitsu, Ken Izumori and Shigehiro Kamitori
    • 学会等名
      Rare Sugar Congress 2016
    • 発表場所
      Kagawa, Japan
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray Structures of Enzymes for Production of Rare Sugars2016

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Kamitori, Hiromi Yoshida, Akihide Yoshihara, Kouhei Ohtani, Kazuya Akimitsu and Ken Izumori
    • 学会等名
      Rare Sugar Congress 2016
    • 発表場所
      Kagawa, Japan
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal Structures of the sugar epimerase for rare sugar production in complexes with deoxy sugars ~ Crystal structures of Pseudomonas cichorii D-tagatose 3-epimerase C66S in complexes with deoxy sugars~2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yoshida
    • 学会等名
      International Symposium Space Science of High Quality Protein Crystallization Technology (SSPC)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 希少糖生産関連酵素のX線結晶解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉田裕美
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第45回講演会
    • 発表場所
      香川大学(香川)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 香川大学総合生命科学研究センター分子構造解析研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~xraylab/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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