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基質をスライドさせて連続反応を行う結晶性多糖分解酵素・キチナーゼの作動機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K17740
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能生物化学
応用生物化学
研究機関新潟大学

研究代表者

杉本 華幸  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60529527)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード連続分解 / キチナーゼ / サブサイト / 芳香族アミノ酸 / 酵素 / 作動機構
研究成果の概要

本研究では,連続分解型キチナーゼBcChiA1を主対象として,触媒クレフトに並ぶサブサイト(基質と結合する部位)が基質分解反応の速度パラメータにおよぼす影響を定量的に解析することで,個々のサブサイトの役割を明らかにした。基質導入の入口側に位置するサブサイトは酵素-基質複合体の形成,出口側のサブサイトは生成物の解離の各素過程において重要であることが分かった。中央付近のサブサイトは両素過程へ寄与していると考えられた。連続的に基質を分解するには,出口側サブサイトの方の寄与が入口側に比べて重要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,連続反応性をもち,触媒効率のよい連続分解型キチナーゼのサブサイト(基質と結合する部位)に着目して解析を行い,どのようにして連続的に反応を行うことができるのか,その作動機構の一端を明らかにした。これらの知見は,触媒効率向上のための酵素分子デザインの基盤となる。また,研究対象としたキチナーゼは,結晶性多糖バイオマスのリファイナリーや利活用において欠くことのできない産業用酵素の候補である。結晶性多糖バイオマス資源の酵素分解法の開発に本研究成果を応用することで,環境への負荷の少ない分解・利活用法を確立し,カーボンニュートラル社会の実現の一助として貢献できる

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

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Bacillus circulans由来連続分解型キチナーゼの-3サブサイトの解析2019

    • 著者名/発表者名
      多田瑞季,渡邉美咲,鈴木一史,杉本華幸
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2種の連続分解型キチナーゼの比較解析2019

    • 著者名/発表者名
      小田陽介,小出優衣,多田瑞季,鈴木一史,杉本華幸
    • 学会等名
      第60回 新潟生化学懇話会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微生物由来キチン分解モノオキシゲナーゼの構造安定性2018

    • 著者名/発表者名
      杉本華幸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第182回例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続反応性をもつ3種のキチナーゼによる基質分解反応の速度論的解析2018

    • 著者名/発表者名
      多田瑞季,小田陽介,猪浦弾,鈴木一史,渡邉剛志,杉本華幸
    • 学会等名
      第18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] キチナーゼによる基質連続分解機構に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      杉本華幸
    • 学会等名
      第58回 新潟生化学懇話会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 新潟大学農学部応用微生物学研究室

    • URL

      http://www.agr.niigata-u.ac.jp/~ksuzuki/ApplMicro/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 新潟大学農学部教員紹介

    • URL

      https://www.agr.niigata-u.ac.jp/teachers/262

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 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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