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古細菌トレハラーゼの機能解明と新規オリゴ糖合成への応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K07729
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 応用微生物学
研究機関工学院大学

研究代表者

坂口 政吉  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (80281351)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードトレハラーゼ / 古細菌 / GH15糖質分解酵素 / トレハロース / 糖質分解酵素 / GH15ファミリー / 基質認識 / 古細菌トレハラーゼ / GH15ファミリー酵素
研究成果の概要

本研究は、古細菌が保持するトレハロース分解酵素の機能とその応用展開を目的とした。その結果、すでに報告していたユーリ古細菌の酵素に加えて、クレン古細菌であるスルフォロバス菌から二種の組換え酵素を発現させて、酵素化学的性質を明らかにした。また、推定活性部位中のアミノ酸を変換し、既報酵素の触媒反応に関わるアミノ酸を同定し、N末端ドメインの機能と立体構造解析へ向けて結晶化条件に関する基盤を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トレハロースは、種々の生理活性を有し、近年非常に注目されている非還元性二糖である。本研究では、クレン古細菌では初めて、トレハロースを分解する能力を持つ二種の酵素を同定した。二種の酵素は異なる性質を有し、片方の酵素は分解活性が低く、トレハロースに対する親和性が高かった。ユーリ古細菌酵素の活性部位に関する成果と共に、これらの成果は、古細菌のトレハロース利用そして糖代謝について新しい知見を提供し、今後の細胞生物学の一助となる。残念ながら、立体構造の解明と新奇二糖の合成までには至らなかったが、今後の糖質分解酵素の多様性や応用に対して開拓できる道筋を示せると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Diverse and common features of trehalases and their contributions to microbial trehalose metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Sakaguchi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 号: 5 ページ: 1837-1847

    • DOI

      10.1007/s00253-019-10339-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Listeria innocua chitinase LinChi78 has a unique region that is necessary for hydrolytic activity2019

    • 著者名/発表者名
      Honda Shotaro、Kimura Masahiro、Wakita Satoshi、Oka Yuji、Kawakita Masao、Oyama Fumitaka、Sakaguchi Masayoshi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 103 号: 4 ページ: 1777-1787

    • DOI

      10.1007/s00253-018-9573-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two trehalose-hydrolyzing enzymes from Crenarchaeon Sulfolobus acidocaldarius exhibit distinct activities and affinities toward trehalose2018

    • 著者名/発表者名
      Yuasa Mitsuhiro、Okamura Takeshi、Kimura Masahiro、Honda Shotaro、Shin Yongchol、Kawakita Masao、Oyama Fumitaka、Sakaguchi Masayoshi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 102 号: 10 ページ: 4445-4455

    • DOI

      10.1007/s00253-018-8915-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] GH15古細菌トレハラーゼの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      坂口 政吉、湯浅 充洋、多田 凌吾、南澤 秋弥、甲田 有梨奈、川喜田 正夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リステリアキチナーゼの機能未知領域の機能2019

    • 著者名/発表者名
      坂口政吉,本田翔太郎,木村将大,脇田悟誌,岡侑司,川喜田正夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度(H31年度)大会[東京]
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 古細菌トレハラーゼのN末端領域の機能2018

    • 著者名/発表者名
      ○坂口政吉,久米杏奈,湯浅充洋,本田翔太郎,小山文隆,川喜田正夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会 [名古屋]
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規古細菌トレハラーゼの大腸菌組換えタンパク質の発現及び性質解析2017

    • 著者名/発表者名
      ○湯浅充洋,岡村武司,本田翔太郎,川喜田正夫,小山文隆,坂口政吉
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会 平成29年度大会(第66回)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 古細菌トレハラーゼのN末端領域の役割2017

    • 著者名/発表者名
      ○坂口政吉,久米杏奈,湯浅充洋,本田翔太郎,小山文隆,川喜田正夫
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会 平成29年度大会(第66回)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] クレン古細菌Sulfolobus 由来の二種のトレハロース分解酵素は、異なる比活性や親和性を示す

    • URL

      https://www.kogakuin.ac.jp/research/seeds/fbb28u0000007b9t-att/fbb28u0000007bdh.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 古細菌GH15トレハラーゼは狭い酸性領域で働く

    • URL

      https://www.kogakuin.ac.jp/research/seeds/fbb28u0000007b9t-att/fbb28u0000007beq.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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